TOT*L

Pr„Br(j.. T«l-.l.

Progre». Tolsl.

aonml.

IBflT

lejo

ITiS

«Il 1»

:!3-oo

ni TS

Uiî »

loss: S5

T m <i« ^hf m

3i;i3 ss

iitja is»

Percement du Saint-Goi/iard. — Le tunnel du Saint-Golhard ost dcstinij, comme on le sait, à relier par les vallées de iii Rcuss et du Tessin, lilalic avec l;i Suisse cl rAlleiiiafine. 11 est (■Inbli entre les deux villap:es d'Airolosiir le versant italien à 1,143 mètres au-dessus du niveau de la mer, et de Gœsclicnem du côté suisse à une altitude de 1,109 mètres, cl il doit avoir une longueur de 14,920 mètres. Celle œuvre gigantesque qu'on n'aurait peut-être jamais entreprise sans l'heureux succès du mont Ccnis a dû être poursuivie au milieu de difficuUcs de toute nature, et elle est presque entièrement terminée aujourd'hui puisque les deux galeries d'avancement se sont rencontrées depuis le 29 février 1880, Les travaux, commencés en 1872, pourront être terminés en 1881, La courbe tracée (fig. 25) donne, pour la galerie de tête, la valeur de l'avancement annuel, et ia situation au i)nut (le chaque année, et elle permet ainsi d'apprécier les progrès réalisés dans l'emploi même des appareils de perforation niccanitjue.

blp

4f^lcr

fe-l

ai LUS VOIES n:iinf:i:s.

Le massif du Golhard dont nous donnons In coupu dans In figure 26, est tout entier d'origine ignée ou mctamorpliique, cl la roche, qui est formée de granité et de schistes micacés, était particulièrement dure et difficile à travailler. En outre, les premiers travaux d'avancement furent entravés pendant longtemps, surtout par les nombreuses venues d'eau qui se déclarèrent dans les Assures de la roche et produisirent des ohoulements continuels, particulièrement sur le versant italien A\i cr'ité d'Airolo. Pendant 18 mois, la galerie se trouva transformée en un véritable torrent, et le volume d'eau qu'elle débita atteignit parfois 300 litres par seconde.

Il nous est impossible d'entrer ici dans tous les détails de la construction et de racbèvement de cette œuvre énorme, nous y retrouverons d'ailleurs tous les procédés appliqués déjà au mont Ccnis, et nous nous bornerons à signaler tous les perfectionnements dont ils ont été l'objet, et les appareils nouveaux qui ont été mis en application.

Les compresseurs [à air furent complètement modifiés; grâce aux dernières recherches de M. CoUadon, on réussit â en réduire les dimensions, tout en augmentant beaucoup la vitesse de marche, et on put supprimer l'immense colonne d'eau qu'il fallait soulever à chaque conp de piston dans les compresseurs à marche lente de Modane et de Bardonèchc.

On employa de véritables pompes :i uir à double effet, à marche rapide, et on prévint l'êchautTemcnt de l'air, qui aurait entravé le fonctionnement des pièces, en ayant recours à des dispositions spéciales fort ingénieuses. Les pistons compresseurs furent évidés de manière à permettre à l'intérieur une circulation d'eau froide non interrompue, et mimis à cet effet d'une tige creuse dans laquelle pénétrait à frottement doux un tuyau fixe amenant l'eau de canalisation.

On a pu ainsi obtenir une vitesse dix fois plus grande qu'au mont Cenîs, et allant jusipi'à 80 tours à la minute. Kn même temps, la pression effective a été portée à 7 atmosphêivs. A Cîoeschenem, les cylindres compresseurs au nombre do quinze.

SOUTERRAINS ET TUNNELS, réunis par groupe de trois^ avnieni un diamètre intérieur de 0'°,420, et la longueur de la course du piston était de (r,65. On obtenait ainsi un volume de 87 litres par cylindrée, soit de 14,000 litres à la minute, et de 42,000 litres environ pour les trois cylindres, ce qui donnait 5,000 litres d'air comprimé à la pression de 7 atmosphères. Chacun des groupes de trois cylindres était actionné par une turbine de la force de 250 chevaux environ. L'eau, qui arrivait avec une hauteur de chute de 85 mètres, était recueillie à l'aide d'un barrage construit sur le lit de la Reuss au pont de Sprengibrûek dans le val des Schôllenen.

En dehors des compresseurs, l'appareil perforateur proprement dit fut également l'objet de perfectionnements très importants que nous décrirons brièvement.

Dans les premiers appareils, le mouvement du tiroir était solidaire avec celui du piston, comme dans la machine à vapeur ; mais cette disposition n'était pas sans présenter

' Il

■ il

■■ Il

'i si

•; îîl

1 lis

I «Il

Ils

I isî

70 LES VOIES FliRllÉES.

de nombreux inconvénienls, car elle amène; une détérioration rapide des pièces sous rinducnce des réactions résultaut des chocs brusques transmis par le fleuret, et elle immobilise en nuire toute la machine lorsque l'outil reste engage dans le trou qu'il a foré. Un grand nombre de types divers avaienl été imaginés pour remédier à ces difficultés en réalisant une transmission exemple de liaisons rigides ; quatre seulement furent appliqués

Fig. ST. — Coupo du porforaWur 11 i

A. Coupo du cylindre du perforateur.

B. Chitubre do distriliutbo de l'aïp coi

T. Tiroir da diatributloo de l'air.

T. Caoal âul}tt^«aiit la communicatl< entre la chimbre B et lo compare imcnt 1 S. Soupape muo par le levier L, dunna

r comprima, synlime Dubois et François.

' U communication avec I ' atmosphère .

- M. Vis Borvaiil k régU-r l'avancfloient di I perforateur.

C et C Cames dritermiuaut U rolalioi I du fleuTOl lorsqu'elles «ont soulevée!

par les pistons oscillant dans les cylin t dros vonicaux correspondants.

au Saint-Golhard : ce sont les machines Dubois et François, Turcllini, MacKean et Ferroux; nous décrirons seulement Tune des plus ingénieuses, la machine Dubois cl François qui est appliquée également dans les travaux de mines (fig. 27).

Au-dessus du cylindre est disposée la chambre à air avec une table de friction et deux lumières alternativement ouvertes et obturées par un tiroir comme dans les machines ordinaires.

Cotte chambre B (fig. 27), où l'air comprimé est admis d'une manière permanente, comme la vapeur dans la boite de distribution, est partagée en deux compartiments par une cloison percée d'un trou dans lequel glisse la tige du tiroir. L'air comprimé peut se répandre lentement dans le compartiment de

gauche D en passant par le canal T' ménagé dans la tige, etTéquilibre de pression peut ainsi s'établir au bout d'un certain temps dans les deux compartiments. Toutefois, tant que la pression reste plus faible à gauche, le tiroir est repoussé dans cette direction parla pression prédominante exercée à droite sur la base de la tige, et dans cette position, la lumière de droite se trouve démasquée, comme c'est la situation sur la figure. L'air comprimé se répandant dans la chambre de droite du cylindre A projette vivement le piston, pendant que l'air contenu à l'avant se rend dans l'échappement E par la lumière de gauche qui débouche alors sous le tiroir.

Pendant cette opération, l'équiHbre de pression s'est rétabli dans les deux compartiments de la boîte à air comme nous le disions tout à rheurc, la pression exercée sur la base élargie de gauche de la tige du tiroir devient prédominante, et elle repousse celui-ci vers la droite. La lumière de gauche est démasquée à son tour, et l'air comprimé, admis sur la face avant, repousse le piston vers l'arrière en dégageant le fleuret.

Pour que le mouvement puisse se rétablir dans les conditions précédentes, il suffit de détruire la pression dans la chambre de gauche, afin que le tiroir soit ramené à l'avant, et découvre ainsi la lumière de droite. A cet effet, la tige du piston est munie d'un ergot F qui, dans son mouvement de retour, vient rencontrer le levier L, celui-ci en se soulevant, déplace la soupape S, et fournit ainsi une issue à l'air contenu dans la chambre de gauche. Le petit ressort ménagé sur la tige de la soupape ramène ensuite celle-ci sur son siège.

La figure, qui donne la coupe transversale de l'appareil, représente en même temps la disposition adoptée pour communiquer un mouvement de rotation alternatif au fleuret. Deux cames C et C sont montées sur un axe parallèle au piston, et reliées avec lui par l'intermédiaire d'un long pignon denté, elles sont commandées par deux pistons verticaux oscillant dans des cylindres correspondants, dont l'un H est seul représenté; elles sont alternativement soulevées et abaissées suivant que l'air comprimé est admis dans l'un ou l'au-

7S LES VOIES FEUHEES.

Ire de ces cylindres. Cette distribution s'opère autoinatiquemcat sous l'action du fleuret lui-nicme qui, dnns son mmivtfinorit de va et vient, commande le robinet d'admissiuii ;i double voie.

Quant au mouvement d'avancement de l'appareil devant le fruut de taille, on le réalise à la main en afiiiisanl sur une manivelle qui commande lu vis M dont la rotation communique im mouvcmeut de translation ii^on écruti itolidairo avec le cylindre. Les anciennes di;^po<iitîons réalisaient un avancement nutomatique, gradué d'après la durcie do la i-oclie. mais on a reconnu qu'il était très difticile d'obtenir un travail régulier, et il est souvent pi'éférable d'avancer h la main.

En dehors de ces grandes applications, l'air romiirimé' reçut également un nouvel emploi auquel on n'avait pas songé an mont Genis. Il fallait en effet des locoinotivei^ (mur tirer les trains chargea de matériaux déblayés; et, au lieu d'avoir recours k la vapeur, n'était-il pas plus simple en effet d'appliquer ce fluide, dont les propriétés de détente étaient analogues h celles de la vapeur d'eau, el qui ne pouvail que purifier l'atmosplière des galeries. Les deux premièrcii locomotives h air dn Saint-Gothard, la Jlettss et le Tessin, furent construites absolument sur lo même type que les machines i\ vapeur; au Heu de teiider, elles furent munies seulement d'un grand réservoir rempli au préalable d'air comprimé (fig. 28).

Toutefois, on arriva bientôt à reconnaître que l'emploi de l'air comprimé dans ces conditions n'était pas sans présenter quelques inconvénients: on était obligé de réduire beaucoup la pression à l'entrée pour éviter une usure trop rapide des tiroirs; il fallait alors conserver une détente prolongée ]iour utiliser foule la pression de l'air avant de le rejeter dans l'atmosphère. Enfin, l'échappement de l'air du réservoir amenait une diminution eontiiiuelle de pression, fout à fait préjudiciable au bon fonctionnement de la machine. On a dû intei-poscr à l'orifice du résenoir un régulateur disposé de manière à amener l'air toujours à la même pression dans les cylindres quelle que fùl la tension initiale dans le réservoir.

Tel est le but du régulateur automatique de M. Ribout dont nous allons donner la description : ce régulateur comprend un cylindre B (fig. 29), mis en communication comme on le voit, par les petites ouvertures m, avec le cylindre moteur proprement dit en D, et avec le réservoir par la conduite A. Le débit est réglé par un piston à fourreau L percé également de petites ouvertures n faisant face à celles du cylindre, et qui est soumis à Faction d'un ressort à boudin II dont la tension a été réglée à Tavance.

Celle-ci est contre-balancée par la pression du fluide qui s'exerce

Fig. 29. — Régulateur de la machine à air comprlmô du Saint-Gothard.

librement dans la chambre B sur les faces intérieures du piston de manière à le maintenir en équilibre. Le gaz peut se répandre, d'autre part, dans la chambre d'avant B' en passant par les ouvertures mp pour gagner de là les cylindres de la machine par le canal D, de sorte que le piston se trouve ainsi refoulé vers la gauche lorsque la pression tend à s'élever, mais par suite les ouvertures sont alors étranglées davantage, le débit dans les cylindres se trouve ainsi d'autant plus réduit que la pression est plus élevée, et le gaz qui s'échappe se trouve ramené à une tension sensiblement uniforme.

Le volume total du réservoir de ces locomotives à air est de 7 mètres cubes 50 environ, la pression de l'air, de 7"*, 35, et le poids de la machine, de 7 tonnes.

ClIAlMTRIi: IV

HAILS ET TRAVERSES.

Largeur de la voie. — La voie ferrée est formée comme on le sait, <ii' deux rangées de raits parallèles maintenues par des Ira- \erses à une dislance invariable. Celle distance csl égale à l'ccartemcnt des roues des véhicules, et celles-ci sont entourées à la circonférence d'un bandage muni d'une pièce saillante appelée boudin ou menlonnel qui déborde à l'intérieur de la voie, et prévient ainsi toule déviation.

On comprend d'ailleurs que la disposition de !a voie exclut lout vêliiculc d'écartciiicnt différent. Afin de faciliter les échanges du matériel roulant, on a admis d'ailleurs sur la plupart des Etats d'Europe une largeur uniforme pour les voies ferrées, et on a conservé le type admis il l'origine sur les premières voies anglaises de 1",445 de largeur entre les bords intérieurs des rails.

Certains Etats ont voulu néanmoins rester en dehoi-s de cet accord, et ils ont adopté, surtout pour des considérations politiques, une largeur dilîérente, qui étant ordinairement plus considérable, offre sans doute l'avantage d'augmenter la capacité et la stabilité en marche des véhicules, mais en entraînant également, pour la voie, des constructions plus dispendieuses. En Espagne, la largeur admise est de 1",80, et en Russie, elle est de i-°,58.

Tous les autres Etats qui avaient adopté également à l'origine un type différent de voie, se sont trouvés obligés de placer sur Icurvoie large un troisième rail ayant Técartcment do la voie normale afin d'admettre fous les véhicules des pays voisins; et,

comme on a reconnu qu'il était à peu près impossible d'atteler simultanément dans un même train des véhicules de deux largueurs différentes, ils ont dû peu à peu renoncer à la voie large pour revenir définitivement au type normal.

C'est aussi la largeur qui a été généralement adoptée en Amérique ; en Norwège et dans Tlnde anglaise la voie normale présente une largeur différente de 0™,9o, ou de 1°,07.

Certaines lignes secondaires, soucieuses avant tout de réduire les frais de construction et d'admettre dans l'établissement de la voie des courbes à faible rayon, ont adopté un type plus étroit ayant environ 1 mètre de largeur seulement ; tel est par exemple le chemin de fer d'Anzin à Calais qui a 95 kilomètres de longueur, et celui de Beaumont à Ilermcs qui a 30 kilomètres.

En Angleterre, le chemin du fer de Fcsliniog, dans le pays de Galles, dont le trafic est si important, a seulement O^jôo de largeur.

Forme du raiL — Les rails présentent deux formes distinctes, suivant qu'ils reposent sur les traverses directement, ou par l'intermédiaire de supports spéciaux. Le premier type est le rail à patin dont la base élargie trouve son point d'appui sur la traverse, et le second, le rail à double champignon, dont la base inférieure doit être logée dans un coussinet en fonte ayant la même forme.

La section du rail présente toujours une àme très amincie, avec une section qui se rapproche de celle des poutres à double té. Sous les efforts de flexion, ce sont en effet les fibres longitudinales inférieures et supérieures qui fatiguent le plus tandis que la fibre neutre située dans la région moyenne n'éprouve aucun allongement.

La section des rails est d'ailleurs arrêtée avec une précision très minutieuse, et elle est déterminée à la suite de longs calculs dans lesquels on cherche à évaluer la résistance du rail sous les différents efforts qu'il peut subir.

Le rail à double champignon était presque universellement adopté autrefois; mais on y renonce généralement aujourd'hui,

LES VOIES FEflRÉES,

l do8 Coii]papnics de chemins de fer appliquent acil' préférence le rail à paliii, dit rail vîgnole ou rail dont on voit un cscmple dans ia figure 30 reprosonlanl la coupe du rail à patin du cluîmia de fer du Nord.

Ccltii-ci est relié d'une manière invariable A la travei-se sur inquelle il repose et il fait entièrement corps avec elle, tandis que le rail ù double cliauipignon laisse toujours un peu de jeu à l'intérieur du coussinet, et il en résulte au passage des trnins une sc'rio de petits chocs qui maculent assez rapidement fn traverse. Ce dernier type parait présenter, il est vrai, cet nvantagc de pouvoir se prêter h un retourncuicnl qui en allongerait beaucoup la durée : Ionique le champignon supêricuc est usi' par le frofle- Hient des ro

, il est alors possible d'en faire la base intérieure, en le plaçant i\ son tour dans le coussinet, et de ramener sur Il voie l'autre champignon resté intact.

En a'alité, < Ite opération ne peut guère 9c pratiquer sur les voies où la circulaliou est un peu nrlivc, car le chîiinpignon inférieur ?c macule également dans ses chocs continuels contre les coussinets, de telle sorte que celte forme de rail ne parait présenter en i-éalité aucun avantage décisif. Nous devons ajouter cependant qu'elle a toujours été conservée jusqu'à présent par les ingénieurs anglais qui n'ont pas voulu suivre à ce sujet l'exemple à peu prés unanime des autres pays, et assurent que la voie ainsi disposée adoucit sensiblement la marche de leurs trains si rapides.

Nature du inétal employé. — Les rails en fonte qu'on employait à l'origine des voies ferrées ont été presque immédiatement remplacés par des rails en fer, comme nous l'avons dit plus haut : on fabriquait ceuv-ci autrefois en métal puddlé et soudé ; mais on y renonce a peu près complètement aujourd'hui, et on adopte le métal obtenu par fusion, qui est connu sous le nom d'acier fondu.

Fig. M. -Coupe (l'un rail

ï patin en acier. (CliBinin an (or du Nord.) Poi'l» par mèUv, 30kjl.

Cette substitution est le témoignage le plus frappant d'un fait industriel de la plus grande importance qui s'accomplit actuellement sDus nos yeux, nous voulons parler de Tcmploi d'un métal nouveau, inconnu jusque là, qui remplacera définitivement le fer puddlé dans un grand nombre d'applications.

L'adoption des procédés de fusion dans la métallurgie du fer a permis de supprimer presque en entier ce travail si lent et pénible du puddlage, et comme le métal fondu présentait, d'autre part, une résistance et une ténacité supérieures à celles du fer puddlé, on n'a pas tardé à l'employer presque exclusivement malgré les craintes qu'on avait conçues à l'origine sur le défaut de malléabilité du nouvel acier.

C'est en 1858 que M. Bcsscnicr proposa pour la première fois le métal fondu au directeur du North Western railway^ et, comme il le rappelait en 1880 au meeting des ingénieurs civils de Londres, celui-ci refusait absolument d'en faire Tcssai et affirmait qu'en employant un métal aussi cassant que l'acier, on tuerait nécessairement les voyageurs ; pour triompher de ses résistances, M. Bessemer dut lui apporter un rail en acier fondu qu'il avait réussi à enrouler sur lui-môme dans toute sa longueur comme un tire-bouchon. Aujourd'hui, d'ailleurs, l'expérience a montré d'une manière victorieuse combien ces craintes étaient peu fondées, la surface du monde entier va se couvrant de rails en métal fondu, et même le matériel roulant de la Compagnie du North Western railway est constitué en grande partie avec ce métal.

On voit en effet par les statistiques suivantes que la production des rails en fer tend à diminuer continuellement pour disparaître tout à fait.

TABLEAC.

LES VulES KEnUEES.

,.^2rTT.,.

*V. ÉT.TS-tS.S

iB7S 1 IBÏR