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Iiid(;pciidiirniiion( il<' l<Mir?i (]iiiilil6s physiques Rpccialcs. les rails en acîor fondu, comparés aux anciens rails en fer, préscn- Icnl l'avantit^c d'avoir une durée indéfinie pour ainsi dire ; A cause ilc Iciii' ^Mviiidc lifiiiingriiéiti', ils s'uscnl n'iriilicrcincnl d'une manière presque insciisil»lo, en conscr\;int une seclioii toujours scmltlaltlc à elie-nicine, tandis que le fci' puddié relient toujours des scories qui souillent le nu-lal. Il en rrsulte dos exfoliations locales qui uictteiit le rail en fer hors de service au hoiil d'un temps très court, d'une dizaine d'années environ.

Les anciens rails en fer étaient laminés par tronçons de i°,50, aujourd'hui le développement de l'ontillage des usines a permis (le préparer et de travailler des blocs eu acier fondu d"un poids plus eonsidérahle ; la longueur ordinaire en France des rails en acier fondu et même en fer puddié est de 6 à 8 mètres; à l'étranger, on prend même souvent 9 à 10 mètres, et l'i ll-Aposition do Diisseldorf en 1880, les visiteurs pouvaient admirer un rail d'acier d'une longueur de 50 mètres (]ui témoignait ainsi d'une ma-

nière frappante de la puissance de routillage de Tusine qui Tavait fabriqué.

Traverses en bois, — Les rails sont supportés, comme nous Tavons dit, par des traverses qui ont pour but également de donner à la voie la stabilité nécessaire, en transmettant au sol les vibrations qu'elles subissent.

En France, on emploie presque toujours, à cet effet, des madriers en bois dont Tesscnce varie suivant les localités, mais celles qu'on rencontre le plus communément sont le chêne, le hêtre et le sapin. La forme de ces madriers dépend elle-même de Tesscnce du bois et des procédés employés pour la conservation. C'est ainsi que les traverses en chêne non injectées sont toujours équarries, car il est nécessaire d'éliminer l'aubier. Les bois tendres, au contraire, dans lesquels on conserve l'aubier, protégé alors par une préparation spéciale, peuvent être employés demironds ou équarris. La longueur de la traverse atteint presque le double de la largeur de la voie, elle est toujours de 2°, 50, et il y a même avantage à l'augmenter pour avoir sur le ballast une base d'appui suffisante. La largeur de la section varie de 0'°,20 àO°,30, et l'épaisseur est de 0",lo environ. Le volume total d'une traverse ronde est de 120 décimètres cubes, en général, et celui d'une traverse équarric de 90. Les dimensions des traverses varient d'ailleurs avec la position qu'elles occupent sur la voie, et elles sont toujours plus considérables pour celles qui sont voisines des joints des rails.

Préparation des ti'averses, — Nous venons de dire qu'on était obligé de prendre des précautions spéciales pour préserver contre la pourriture les traverses une fois posées sur la voie, et enfoncées dans le ballast. Celles en chêne sont les seules en effet qui puissent résister pendant un temps un peu long, et encore est-il absolument indispensable de détacher l'aubier ; dans ces conditions, la durée moyenne peut s'élever à neuf ou dix ans; avec le sapin non préparé on peut encore obtenir quatre ou cinq ans environ; mais avec les bois blancs, comme le hêtre par exemple, il serait difficile de dépasser deux années. On a donc eu recours à des injections de

Bâclé. — Voies ferrée». 6

LES VOIES KEIIHEES,

iptîques, afin de détruire à l'intérieur du bois toutes rmentesciblesqui déterminent la pourriture. Celte ^pvi oet de prolonger la durée do la lra\erse jusqu'à dis

An qi 11 environ ; elle assure ainsi l'emploi du Lois blanc,

, pourle chêne, il devient possible d'en utiliser l'aubier, qui acquiert après l'injection une résistance supérieure à colle du cœur, et même, comme il est difficile d'injecter le cœur, dont les fibres sont entièrement refennces, c'est aujourd'hui l'aubier qu'il faul préférer pour ce* emploi.

Comme matières antiseptiques, ou emploie le plus fréquemment le sulfate de cuivre et la créosote (huile lourde qui se dé-

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Fig. !)1. — Diipositïoii d'ua rail nur ao« traverses avec joints en porte-à-rju>. Cliemio de ror de l'Est. (Lei joints sont dictmichës de 0",(100.)

gage à 200° environ dans la distillation du goudron). On a eu recours également au chlorure de zinc et même au sublimé corrosif; mais ces deux antiseptiques sont peu employés : le premier, malgré son faible prix, parce qu'il csl peu efficace, et le second est d'un prix élevé et le maniement en est dangeureux.

Pose des traverses. — L'écartemenf des traverses n'ost pas uniforme sur toute la longueur du rail, car on a soin de rapprocher celles qui sont voisines des extrémités. Nous avons représente sur la figure 31 la disposition adoptée au chemin de fer de l'Est; on voit que la distance moyenne des traverses, qui est de 0,850 vers le milieu du rail se réduit auprès des joints à 0°',600. Ces chiffres varient d'ailleurs avec les Compagnies. Les joints des rails ne sont plus guère maintenant posés sur les traverses mêmes : on préfère souvent les mettre en porte-à-faux, en laissant toutefois moins d'écartement entre les deux traverses voisines. On obtient par là une voie plus douce, car les deux rails ainsi assemblés sont maintenus bien solidaires, et on diminue en outre les petits chocs qui se produisent toujours au moment du passage des roues au-

dessus des joints, lorsque les champignons des deux rails ne sont pas absolument à la même hauteur. Ces petits chocs entraînent d'ailleurs des ruptures fréquentes avec les joints appuyés sur les traverses, et ils sont en outre la cause principale du cheminement longitudinal des rails qu'on observe toujours dans le sens de la marche des trains sur les lignes à double voie.

11 est inutile d'ajouter que, dans la pose des joints des rails, on ménage toujours entre les deux tronçons successifs un jeu suffisant pour assurer la libre dilatation du métal à toutes les températures. On donne environ 2 millimètres en été et 4 millimètres en hiver. Autrefois, on se bornait à ovaliser à cet effet les trous des boulons d'assemblage des éclisses sur les rails; aujourd'hui, on préfère pratiquer des trous entièrement ronds, mais avec un diamètre supérieur à celui du boulon.

Les trous des joints qu'on est obligé de pratiquer dans les rails deviennent souvent une cause de rupture, surtout pour ceux en acier fondu; et les observations faites sur les différents chemins de fer, notamment à la Hautc-Silésie, montrent qu'il se produit près de 70 pour 100 des ruptures aux extrémités des rails avec des joints appuyés. Comme tout changement brusque de section est dangereux avec l'acier fondu, on évite môme souvent d'entailler le patin du rail pour le fixer sur les traverses, et on se contente d'employer de simples vis à bois dont la tète appuie le patin au contact de la pièce en bois. Pour prévenir le cheminement longitudinal du au glissement du rail sur les traverses, on munit généralement les éclisses des joints de butoirs qui viennent s'appuyer contre les faces latérales des traverses voisines.

Inclinaison des rails. — Les rails ne sont pas posés horizontalement sur les traverses, on leur donne au contraire une légère inclinaison de 1/10 à 1/20 environ vers le centre de la voie, et on agit de même sur la surface de roulement du bandage afin d'augmenter la stabilité du véhicule en marche en le ramenant toujours vers le milieu, malgré le jeu inévitable de la voie. Dans les courbes à très faible rayon, ce jeu devient même nécessaire pour assurer la libre inscription des essieux.

isriilablisscment des parties en courbes, il est néce*- 1er au mil extérieur un certain surhaussement pour lérailleineuls qui se produiraient au\ grandes vitesses sous 1 :ioii de la force centiifuge. CcUe-ci se compose alors en effet avec )a gravité, et, comme elle est dirigée extérieurement à la courbe, elle donne une résultante légèrement écartée de la verticale, et par suite il convient de relever le plan de la voie normalement A celle-ci. Comme celte force varie essentiellement avec la vitesse, le surhaussement destiné à la contre-balanccr n'exerce exactement son effet que pour une vitesse déterminée : il serait Insuffisant ou trop élevé si ta vitesse de passage des Iraias était supérieure ou inférieure à celle-ci. Habilucllemcnt. on prévoit la vitesse la plus élevée, il en résulte alors seulement pour les trains plus lents une faible inclinaison des voilures qui n'entraîne aucun danger. Sur une courbe de 1 ,000 miftrcs de rayon, parcourue par des trains express, le surhausscnicnt est de 0°,07,

Traverses ai fer et voies métalliques . — La construction delà voie ferrée telle que nous venons de la décrire exige environ dis traverses en bois par rail de 8 mètres de longueur. Comme la traverse atteint toujours 2™ ,50 de long, on voit que la longueur des madriers on bois qu'il faut employer pour soutenir deux rails parallèles est de 2o mètres environ, et qu'elle dépasse ainsi celle dos doux rails réunis : la voie de fer est donc constituée surtout en bois, et c'est cette matière qui représente de beaucoup la dépense la plus importante. De plus, la durée du rail en acier es! presque indéfinie pour ainsi dire, tandis que la traverse en bois enfouie dans le ballast, exposée à toutes les intempéries, se pourrit asseï! rapidement, malgré toutes les précautions qu'on a pu prendre pour la préserver, et le remplacement en est difficile et dispendieux.

Dans son remarquable rapport sur l'Exposition des ebemins de fer en 1878, M. Jacqmîu n'évalue pas à moins de 2,563,000 le nombre des traverses dont les Compagnies de cbemins de fer ont ou besoin pendant le cours d'une seule année, en 1877, pour l'entretien et la réfection de leurs voies ; la consonnnation kilonié-

trique est de 93 traverses environ, et la consommation journalière de 7,000; il faut abattre ainsi, poury subvenir, plus de 700 beaux arbres par jour, en supposant qu'un arbre puisse fournir dix traverses. Enfin, la construction de 20,000 kilomètres de voies nouvelles actuellement prévues, n'exigera pas moins de vingt millions de traverses nouvelles, soit deux millions d'arbres.

On voit par là quelle effrayante consommation de bois entraînent l'entretien et la construction d'un chemin de fer, qui devient ainsi, après la métallurgie au charbon de bois, et les travaux de soutènement des mines, l'agent le plus actif du déboisement de nos forêts. Il y aurait donc un grand intérêt à supprimer l'emploi des traverses en bois pour les remplacer par des traverses entièrement métalliques ; on créerait ainsi pour la métallurgie un débouché très important et devenu d'autant plus nécessaire aujourd'hui qu'elle s'est fermé à elle-même, par la fabricatio* des rails en acier fondu, celui qu'elle trouvait auparavant dans le remplacement des rails en fer usés.

Malheureusement, s'il est facile d'indiquer le remède et de pré-

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Longueur 2*!*'Uoo .,

Fig. 32. — Installation de la traverse Vauthcrin. Coupe de la traverse. Vue longitudinale.

coniser l'emploi des traverses métalliques, par exemple, il est bien difficile au contraire de trouver un type qui puisse remplacer effectivement les traverses en bois. C'est que, indépendamment de la liaison rigide qu'elles doivent maintenir entre les files de rails parallèles, les traverses en bois contribuent encore à donner à la voie l'assiette et la solidité qu'elle n'a pu trouver jusqu'à présent avec les traverses en métal. Le bois fait réellement corps avec le ballast qui s'infléchit avec lui sous le passage des trains, et se débourre difficilement, même lorsque Teau vient à raviner la voie. Cette élasticité et cette consistance ne se retrouvent plus au même degré avec les traverses en fer; car le ballast n'a plus

LES VOIR» FEllilEES.

tec le métal, et il faut refaire la voie fréquemment,

18 travaux d'entretien deviennent très dispendienx.

I >a les inventeurs se sont nttachés avec raison i donner

la traverse en fci" une liase d'af>pui aussi élargie que possible,

t ils ont adopté h cet effet des formes qui se mpprochent plus ou

moins de celle du trapèze. Telle est par exemple la traverse

Vaulherin, l'une des plus connues, que nous représentons surla

figure 32; on voit que le rail repose directement sur celle-ci,

et .que rinclinaison nécessaire est obtenue par le cintrage de

la traverse. Dans l'assemblage représenté, ce rail est retenu

d'un côté par le crochet a contre lequel butte le patin, et d«

Fig. 33. — InalallBtion de la

l'autre par un crampon A coulisse cliassé par une clavette élastique c, à deux branches et en acier trcnqié.

En présence des difficultés qu'on a rencontrées pour établir des traverses métalliques dans des conditions de stabilité convenables, on a eu l'idée également de recourir à une disposition différente, et de faire au contraire une voie dans laquelle le rail reposerait, sur toute sa longueur, sur des longrincs métalliques; mais cette disposition, qui entraîne des chocs nombreux et destructeurs du matériel, parait peu applicable sur les lignes parcourues par des trains rapides.

Nous avons représenté sur la figure 33 la voie sur longrines Haarmann qui est peu connue en France, et qui parait cependant avoirdonné des résultats satisfaisants en Hollande et en Allemagne, à la suite d'une application peu prolongée encore, il est vrai. La

longrine est formée d' une cuve à bords horizontaux dont le fond supérieur sert de base d'appui au patin du rail, comme l'indique la coupe en voie normale E F. L'attache se fait par des crampons qui saisissent la face supérieure du patin et s'appuient sur les bords de la cuve ; un boulon complète cet assemblage qui se répète tous les 1*,50 environ. La longueur de la longrine est de 8", 991 pour un rail de 9 mètres, de manière à éviter de mettre les joints des longrines en coïncidence avec ceux des rails. Les tronçons de rails sont réunis par des éclisses comme dans les voies ordinaires, ceux des longrines représentés sur la coupe C D, sont disposés d'une manière analogue, une éclisse repose alors sur le fond supérieur des deux cuvettes successives, et fournit au patin du rail la base d'appui nécessaire. La liaison des files de rails parallèles est obtenue au moyen de fers en cornière, rattachant les deux longrines comme on le voit sur la figure, et distant de 1",60 environ.

Établissement de la voie. — Nous ne dirons rien, en dehors des travaux d'art, de la construction de la chaussée sur laquelle la voie doit reposer. Cette opération, qui est surtout une question de terrassement et de nivellement, n'a rien de spécial d'ailleurs à l'industrie des chemins de fer, et présente en outre un caractère trop technique pour intéresser nos lecteurs.

La chaussée, terminée dans les mêmes conditions qu'une voie ordinaire, ne supporte pas directement les traverses; mais on interpose une couche de ballast qui forme une sorte de matelas élastique destiné à adoucir les réactions résultant de la marche des trains. Le ballast doit se tasser en effet sous les traverses et faire corps avec elles de manière à les soulager en intéressant toute la voie aux chocs qu'elles subissent, il doit être en outre assez perméable pour que l'eau n'y séjourne jamais et ne pourrisse pas les traverses.