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Forme où seclion des rails. — Le premier rail à base plate a élé imaginé en 1830 par Robert Stevens pour la ligne de Camden à Amboy (Élat de New-Jersey) ; il fut exécuté dans une usine en Angleterre.

L'histoire de ce rail, dont l'usage s’est répandu en Europe, grâce à l'appui que lui à donné l’éminent ingénieur anglais Vignoles, est d'autant plus intéressante, qu’elle montre que l'inventeur se rendait dès le début parfaitement compte de ses conditions de résislance.

Robert Stevens voulait donner une largeur variable à la base du rail. Elle devait être de 72 millimètres entre les traverses, el de 102 millimètres aux points d'appui sur les traverses. L’écartement des traverses prévu était de 2 pieds (0",61) d’axe en axe, c'eslà-dire exactement celui qui est le plus communément adopté aujourd’hui.

Les usines anglaises auxquelles Stevens adressa le dessin de ce rail, dessin que nous reproduisons pl. XXIX, fig. 1, 2 et 3, refusèrent de l'exécuter, à cause de la difficulté de faire varier la largeur

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de la base. Stevens dut renoncer à cette forme et se résigner à donner à son rail une section uniforme, un peu supérieure à celle qu'il avait prévue pour les portées libres seulement.

Pour assurer la continuité de la file des rails, Slevens avait déjà introduit des éclisses ; il ne leur demandait toutefois que d’empècher les déplacements latéraux des têtes des rails. Chaque rail devait porter, ainsi que l'indiquent les figures 2 et 3, à l’une de ses extrémilés, une éclisse percée de deux trous en tout. Elle était fixée au moyen d'un rivel au rail, landis que la moitié de l'éclisse dépassant ce rail devait être assujettie contre le rail suivant au moyen d'une vis. Les rails devaient avoir de 12 à 16 pieds, soit de 3",66 à 4,88 de long.

Le cahier des charges communiqué aux usines invilées à sou missionner, était des plus simples : il stipulait que les rails seraient fabriqués en fer de la meilleure qualité, laminés conformtment au gabarit, el percés à chaque bout d'un trou, ainsi que l'indique le dessin.

La première commande devait être de 500 à 600 lLonnes ; mais, si la fourniture s’effectuait d’une manière satisfaisante, on faisail espérer une commande de 2500 à 3000 Lonnes.

Le rail exécuté en Angleterre à la suite de cette adjudication présentait une largeur de base de 83 millimètres; l'âme du rail avait de 12 à 13 millimètres d'épaisseur, Nous n'avons pas pu nous procurer le dessin exact du profil de ces rails, mais nous avons eu entre les mains un bout de rail provenant de cette fourniture, faite en 1831, el posée dans la même année sur le chemin de fer de Camden à South-Amboy. Le rail dontil s’agit avait servi d'abord pendant vingt ans sur une voie principale, puis, pendant vingt autres années, sur une voie de garage. Nous reproduisons (pl. XXIX, fig. 4 la section transversale de ce rail, dont le défaut de symétrie doit ere attribué en partie à l'usure et à l'écrasement. Le poids du mètre courant de ce rail à l’état d’usure est d'environ 19*,60.

Le rail à palin, tel qu’on le rencontre aujourd’hui en Amérique, se distingue surtout du rail européen de même système par sa légèreté et par sa forme trapue. N'attachant pas une importance absolue à obtenir une rigidité, que la mauvaise assielte de la voie, établie le plus souvent sans ballast et insuffisamment entretenue, ne comportait pas, et que la flexibilité du matériel roulant, circulant d’ailleurs avec de faibles vitesses, rendait moins nécessaire, les

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ingénieurs américains ont pu se contenter de rails légers avec d’aulant moins d’inconvénient, que le rapprochement des traverses permetlait à la voie de mieux épouser les ondulations de la plateforme, en répartissant ies charges sur un plus grand nombre de points‘. Quant au profil du rail, dont le champignon est souvent ramassé en forme de poire (pear head), son adoption parail avoir été motivée surtout par des considérations de fabrication, ce profil se prêtant mieux à une compression énergique dans l'opération du laminage. Il devient de jour en jour plus rare, à mesure que se vénéralise l'emploi du joint en porte-à-faux avec lequel il est incompatible.

Sur tous les chemins de fer, la tendance a élé en général vers l'augmentation de la résistance d2 la voie, et de celle des rails en particulier. On a augmenté le poids des rails en fer, ou bien {et c’est le cas le plus fréquent) l'on a remplacé les rails en fer par des rails en acier d’un poids à peu près égal à celui des rails en fer.

Le chemin de fer à voie étroite de 0,91, de Denver et Rio Grande, construit avec des rails en fer d’un poids par mètre courant de t4k,7, le plus faible que l'on connûtl en Amérique, à part quelques rares exceptions se rapportant à des chemins à voie plus étroite encore, a introduit, dans ses parties les plus accidentées, des rails en fer pesant 175,2 par mètre courant (pl. XXIX, fig. 5).

Le chemin de fer Central Pacific avait débuté par un rail en fer de 24k,8 par mètre courant; il est passé bientôt au rail en fer à profil en forme de poire pesant 274,77 par mètre courant; le profil de ce rail est reproduit pl. XXIX, fig. 6. Dans le but d'introduire les joints en porte-à-faux dès que la consolidation de la plate-forme le permettrait, on a adopté ensuite le profil que nous donnons pl. XXIX. He. Te |

Il y a quelques années, on a de nouveau modifié le profil des rails en fer, auxquels on donne maintenant 29k,76 par mètre courant, el l'on introduit progressivement le rail en acier sur la voie principale.

Il en a été de même sur le chemin de fer du Lehigh Valley; du rail en fer, représenté pl. XXIX, fig. 9, qui pesait 284,77, on est passé au rail en fer (fig. 10), pesant 32*,74 par mètre courant, introduit

1. Cette remarque a déjà été faite par M. l'inspecteur général Couche dans son ouvrage : Voie, matériel roulant et exploitation des chemins de fer, t. 1, p. 67.

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d'abord sur les sections à fortes rampes, puis étendu peu à peu à tout le réseau.

Le chemin de fer de Louisville-Nashville avait commencé par un rail de 29k,75 dont nous donnons le profil (pl. XXIX, fig. 12); il a substitué l'acier au fer en réduisant le poids par mètre courant à 284,77. (PI. XXIX, fig. 13.)

Un chemin de fer de construction récente, le Cincinnati-Sou- {hern R.R., se sert de rails en fer, ou de rails en acier, suivant le prolil de son tracé. Les rails en fer pèsent 294,75 par mètre courant; leur profil (pl. XXIX, fig. 23) a été choisi en vue d'un mode d’assemblage particulier (système Fisher), sur lequel nous reviendrons en parlant de l’éclissage. Le rail en acier pèse 26,27; il a la forme donnée par la fig. 22.

Le chemin de fer de Philadelphia, Wilminglon el Baltimore, ayant, à cause de son trafic considérable, un très grand intérêt à s'assurer une voie résistante, s’est arrèlé au rail en acier (pl. XXIX, fig. 18), qui pèse 29k,26 par mètre courant.

Sur le réseau Pennsylvanien, qui, sous tous les rapports, peut être cité comme un des plus avancés, on ne pose plus que des rails en acier sur les lignes principales. Dans les parties à faibles déclivités, on emploie le rail (pl. XXIX, fig. 19), pesant 29%,75; dans les parties accidentées, le rail (pl. XXIX, fig. 20) pesant 33,22.

Citons encore, pour compléter la série des exemples de profils de rails que l’on rencontre sur les chemins de fer en Amérique, le rail en acier de l’Érié, pesant 294,83 par mètre courant (pl. XXIX, fig. 30), le rail en fer du chemin de fer Central of New-Jersey, de 31k,00 (pl. XXIX, fig. 8), et le rail en fer de l’flinois Central, de 30*,26 par mètre courant.

L'Intercolonial R* du Canada, tout récemment construit, a sa voie posée entièrement en rails d'acier Bessemer de 28,38 par mètre courant (pl. XXIX, fig. 33), sur une longueur lotale de 804 kilomètres. Dans le principe, on avait projeté pour cette ligne des rails en fer pesant environ 34 kilogrammes ; on les à abandonnés pour leur substituer des rails en acier, plus légers et moins chers, qui présentent avec une résistance égale l'avantage d’une bien plus longue durée,

Choix de la matière. — L'acier se substitue comme on Île voit sur une très large échelle au fer, pour la fabrication des rails.

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sible, il n’y avait que les chemins de fer à très grand trafic et se trouvant dans des conditions financières favorables qui pouvaient employer les rails en acier. A présent, il n’est guère de chemin de fer en Amérique à profil accidenté, el exploilé par suite avec de lourdes machines, qui n’emploie, au moins pour les sections de la ligne dans lesquelles sont situées les plus fortes déclivités, des rails en acier.

Les 125600 kilomètres de chemins de fer construits à la fin d'octobre 1877 renfermaient environ 7 100000 tonnes de rails, dont près de 1 800 000 tonnes, soit 25 pour 100 environ, étaient en acier,

Les rails en fer, retirés des voies principales pour être remplacés par des rails en acier, sont généralement employés dans les voies de garage. Souvent les nouveaux chemins de fer achètent ces vieux rails en fer pour réduire leurs frais de premier établissement, mais, dès que leurs moyens le leur permettent, ils passent au rail en acier.

Le chemin de fer Central Pacitic n’admet plus que le railen acier pour les renouvellements de la voie principale qui, sur toute son élendue de 1420k,5, finira par être entièrement en rails de ce métal”. Dans le courant de l'exercice 1874, on avait remplacé 3064 tonnes de rails en fer par des rails en acier ; en 1876, il y avait déjà 320 kilomètres de voie ainsi transformée.

Le chemin de fer du Lehigh Valley, qui dessert un mouvement de charbon très considérable, a déjà plus de la moitié de ses voies en rails d'acier. Lorsque ce chemin de fer a commencé la transformation

1. Le tableau suivant donne une idée du développeinent de la fabrication des rails en acier Bessemer depuis 1872, année à partir de laquelle elle a commencé à compter en Amérique :

2. En 1876, le Congrès a prescrit une vérification de la longueur de la ligne princiva : uu chemin de fer Central Pacific : cette vérification a fait reconnaître que cette longueur était exactement de 1421%,7, c’est-à-dire de 1*,2 supérieure à celle qui avait servi de base à l'émission des « bonds » (obligations). — Poors Manual, 1817, p. 668.

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de sa voie, les rails d'acier présentaient bien des imperfections disparues depuis, grâce aux progrès de la fabrication. Dans le cours de l’année qui suivit la pose des huit premiers kilomètres de voie en acier, on conslala trente-trois ruptures de rails. En 1875, il n'y avait plus qu'une seule rupture sur 37 kilomètres de voie en rails de ce métal. L

Des altachements très précis, Leûus par la Compagnie du chemin de fer du Lehigh Valley sur une voie conduisant à un pont à bascule, ont fait ressortir l’énorme avantage que présente le rail en acier sur le rail en fer.

Des rails en fer, posés en 1867, ont dû être renouvelés au boul d’une année pendant laquelle ils avaient supporté le passage de 2 263 675 tonnes. On les a remplacés par des rails en acier, qui sont encore en bon état, bien qu'il v ait passé 24300 000 tonnes, c'està-dire près de onze fois la charge qui avait mis les rails en fer hors de service.

Sur le chemin de fer de Louisville-Nashville, on à trouvé que, pour les rails en fer de très bonne qualité, il fallait compter sur un renouvellement de 590 kilogrammes de rails par 100 000 tonnes kilométriques de trafic, tandis que, pour des rails en fer de qualité moyenne, ce chiffre s'élevait jusqu’à 1087 kilogrammes.

Le chemin de fer de Philadelphia-Reading avail essayé, en 1876, de combiner le fer et l’acier en exécutant des rails en fer à tôle d'acier. Cette combinaison n’a pas donné de meilleur résultat en Amérique que les essais semblables faits sur les chmins de fer européens. On y à définitivement renoncé. Les rails tout en acier que ce chemin de fer emploie maintenant donnent les résultats les plus satisfaisants : ainsi, dans la station de Reading, sur une voie tellement fréquentée et faliguée que les rails en fer n’y duraient qu'environ quatre mois, il y à des rails en acier qui résistent depuis sept années.

Usure des rails. — Des observations très minutieuses ont été failes sur l’usure des rails en acier sur le chemin de fer Atlantic el Great- Western, sous la direction de M. Ch. Lalimer, par M. IH. C. Thompson, qui en a rendu comple dans une réunion des ingénieurs de la voie, tenue à Kent (Ohio), le 26 octobre 1876. Son rapport, publié dans la Rail Road Gazette du 16 mars 1877, nous à fourni les éléments du tableau suivant :

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