B. — ETUDE TECHNIQUE

28. — Etudes et formalités nécessaires avant rétablissement d'une ligne de chemin de fer. La première question à résoudre, en tant qu'étude préalable, est de savoir s'il faut construire la ligne et dans quelles conditions on doit la construire : voie normale, voie étroite, traction mécanique, électrique ou animale.

Il faut donc faire une évaluation du trafic possible de la ligne et des dépenses de construction et d'exploitation. La population des villes ou communes traversées par la ligne considérée est un des principaux facteurs d'appréciation ; l'importance des usines ou manufactures en est un autre non moins important ; en un mot, il faut considérer les ressources du pays, la nature des produits fabriqués et tenir compte de l'extension possible que prendront les usines et les exploitations de la région par suite de la facilité d'écoulement de leurs produits.

Lorsqu'on a évalué le trafic probable de la ligne projetée, il faut déterminer les éléments de sa construction : type et largeur de la voie, déclivités, rayon des courbes, dimensions des gares, nombre de maisons de garde, de passages à niveau, etc.

Ces études préalables faites sur le papier et le terrain, une demande doit être adressée au Ministre des Travaux Publics (tous projets, dossiers et plans à l'appui) qui donne son autorisation s'il y a lieu après avis du service des Ponts et Chaussées, du Comité consultatif des Chemins de fer et enfin du Conseil d'État.

Ce n'est qu'après l'accomplissement de toutes ces formalités, destinées à sauvegarder en même temps l'intérêt des localités traversées, celui du commerce en général et celui du Trésor, que le Chef de l'État, sur le rapport du Ministre des Travaux Publics, se prononce et, s'il adopte le projet, signe le décret de concession.

29. - Notions sur le tracé de la voie. Le problème qui se pose dans le tracé d'une ligne, expose M. Blanc dans son « Agenda des chemins de fer pour l'année 1914 », consiste à desservir, entre les deux points extrêmes, par la voie la plus directe — se rapprochant le plus de la

longueur virtuelle (1) de la ligne considérée — et la plus économique, c'est-à-dire en évitant le plus possible ses travaux d'art : tranchées, souterrains, viaducs, ponts, etc., autant de centres de population qu'il est possible.

Après étude des divers tracés sur des cartes d'Etat-Major, chacun de ces tracés doit faire l'objet d'une étude spéciale sur le terrain, afin que l'on puisse désigner celui qui doit être préféré.

Lorsque le tracé est déterminé, on lève le plan coté du terrain et on le reporte sur le papier à l'échelle de 1 /2000e avec des courbes de niveau espacées de 2 m. en 2 m. Le plan doit indiquer les constructions, les clôtures, les chemins, les cours d'eau traversés par la ligne.

C'est au moment de la rédaction du projet définitif qu'il convient de fixer le profil type de la voie et les dimensions de la plate-forme (la partie sur laquelle reposera la voie) ; puis de déterminer, d'après ce profil, les meilleures inclinaisons à donner aux talus et le mouvement des terres résultant des déblais et des remblais.

Cette étude définitive doit être menée parallèlement dans le bureau et sur le terrain, carde la nature de celui-ci dépend souvent telle ou telle solution. On doit, à cet efiet, ne pas négliger d'effectuer « des sondages pour reconnaître la nature du terrain » sur lequel on se propose d'établir la voie.

Les terrains argileux et les terrains vaseux doivent être évités même au prix d'un changement de tracé qui peut tout d'abord paraître coûteux, ■mais qui, en réalité, sera économique, si on envisage les conséquences d'un mauvais établissement.

30. — Déclivités et courbes, leur influence sur l'effort de traction. Les rampes et les courbes étant limitées, dans l'établissement d'un Chemin de fer, à des dimensions qui ne peuvent être dépassées, il en résulte que pour les éviter on doit, suivant la configuration du terrain et dans le but de maintenir la plate-forme à un niveau convenable, percer des tunnels, jeter des ponts, des viaducs, élever des remblais, creuser des déblais.

Quand le trafic d'une ligne projetée n'est pas bien important, on considère comme acceptable un tracé établi avec des pentes de 15 m/n) par mètre et des courbes d'un rayon minimum de 500m. L'adoption de fortes pentes (40m/m) et de courbes de faible rayon (I50m; obligatoire pour les pays difficiles, pays de montagnes par exemple, exige des dispositions spéciales notamment l'installation de contre-rails sur la file intérieure des rails. Lorsqu'il s'agit d'une ligne à petit trafic, l'adoption de fortes pentes et de courbes d'un petit rayon n'a pas d'inconvénients sérieux, mais dès que la

(l) On entend par ligne virtuelle la longueur qu'aurait une ligne horizontale et ""-D» lectiligne qui serait équivalente à la ligne . B projetée.

AxB ligne projetée; Ajc'B' ligne virtuelle de longueur équivalente à celle projetée.

ligne projetée a un trafic assez important, il faut réduire les pentes et augmenter le rayon des courbe?.

L'effort de traction (1) sur une bonne route, qui est d'environ 30 kilogrammes par tonne pour une vitesse d'un mètre par seconde n'est augmenté que d'un dixième par rampe de 3m/m par mètre ; par conséquent, pour que cet effort soit doublé, il faut que la rampe ait une inclinaison de 30m m par mètre. Sur un Chemin Je fer au contraire, où l'effort de traction en palier n'est que de 3 kilogrammes par tonne à une vitesse de 25 kilom. à l'heure, la résistance à vaincre est déjà doublée sur une rampe de 3 m/m par mètre ; sur une rampe de 30 m m, avec augmentation d'effort de 3 kilog. par 3m ,„ de rampe, elle serait plus que décuplée.

Enfin, une autre considération résultant du mode de propulsion employé ne permet pas de dépasser certaines limites pour la rampe à faire gravira une ligne de Chemin de fer : les roues de la locomotive n'avancent sur les rails que grâce à l'adhérence : si l'effort à vaincre pour remorquer la charge devient supérieur à cette adhérence, les roues glisseront sur les rails et la locomotive patinera sur place sans pouvoir avancer.

Comme l'eflort de traction augmente avec l'inclinaison de la rampe, on se rend parfaitement compte que, au delà d'une certaine inclinaison, la locomotive ne trouvera même plus une adhérence suffisante pour se remorquer elle-même.

Le rayon des courbes d'une ligne est également limité par des motifs du même ordre : la solidité indispensable pour un matériel destiné à circuler à de grandes vitesses exige que les roues soient calées sur leurs essieux. Les mouvements des deux roues sont donc solidaires et comme dans une courbe' la roue extérieure doit parcourir un chemin plus grand que la roue qui repose sur le rail intérieur, les roues doivent, en même temps qu'elles roulent, glisser sur le rail. Ce mouvement de glissement donne lieu à une résistance qui augmente d'autant l'effort de traction à exercer.

Il en résulte que. plus la rampe est élevée, plus la courbe est de faible rayon, plus il y a effort de traction.

En règle générale, une rampe ne peut être suivie d'une pente sans en être séparée par un palier horizontal, afin d'éviter les ruptures d'attelages, wt de même deux comités en sens inverse ne se suivent jamais sans êtreséparées par un alignement droit qui évite les conséquences d'un brusque changement de sens dans la force centrifuge.

31. — Eléments constitutifs d'une voie de Chemin de fer. Les voies destinées à la circulation des trains sont formées de deux files de rails parallèles en acier, reliés les uns aux autres par des éclisses et supportées soit par des traverses en bois, soit par des traverses métalliques enterrées plus ou moins profondément dans le ballast.

La voie ferrée est donc formée de quatre éléments principaux : le ballast, les traverses, les rails et les éclisses.

,1 Le* Chemisa de Fer et la Tramway*, Adolphe Scihkueu, 1892-

32. — Ballast. C'est la couche ordinairement faite de gravier qui recouvre la plate-forme du Chemin de fer.

Les sables d'alluvions renfermant des silex taillés constituent le meilleur ballast, dit M. Pierre Blanc, ex-chef du secrétariat du Matériel et de la Traction du P. L. M. dans son Agenda des Chemins de fer ; ils offrent en effet la perméabilité pour l'écoulement des eaux de pluie, la mobilité et l'élasticité pour le bourrage du ballast sous les traverses, la consistance nécessaire pour empêcher la pulvérisation, l'empâtement et la congélation.

On emploie souvent des pierres ou des brique cassées quand on ne peut se procurer économiquement le gravier naturel ; parfois dans le voisinage des usines, on utilise les laitiers et scories, mais les fragments finissent par s'effriter à l'air.

33. — Traverses. Les traverses, destinées à supporter les rails, sont en chêne, en hêtre ou en pin ; on emploie aussi des traverses métalliques et on a même essayé des traverses en ciment armé.

Pour en assurer leur conservation les traverses en bois subissent une préparation au moyen d'une injection de matière antiseptique qui est généralement la créosote : 5 à 7 kilog. par traverse en chêne, 13 à 24 kilog. par traverse en hêtre et 12 à 16 kilog. par traverse en pin.

L'opération du créosotage (on se sert parfois de chlorure de zinc) est fait en vase clos par vide et pression.

La distance entre traverses varie suivant la fréquence des trains qui parcourent la ligne ; elle est d'environ Om,75 à 0m,98 pour les traverses courantes, celles qui sont voisines du joint des rails sont distantes de 0",60 seulement.

La longueur des traverses varie de 2m,60 à 2m,80; la largeur de 0m,20 àOm24, l'épaisseur de 0m,14 àOra;16.

34. — Rails. H y a deux genres de rails : le rail à double cbampi-

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gnon et le rail à patin ou rail Vignolc, du nom de l'ingénieur anglais qui l'a introduit en Angleterre vers 1836.

Le rail à double champignon (A) a un profil rappelant celui d'un double I dont les branches sont symétriques; la partie inférieure du rail

Vigoole (B) se termine par'un patin, tandis que la partie supérieure est constituée par un champignon.

Poids et dimensions principales d'un rail de 18 mètres de longueur :

A champ i< i non : hauteur ao I iô <»/m

largeur du champignon supérieur . ae 00 — largeur du champignon inférieur. . a'© Tu — épaisseur xy de l'âme dû rail. . . 10 —

Poids : 40 kilog. le mètre.

Rdilàpalin: hauteur ab 142»/.

— largeur du champignon. .... ac 06 —

— du patin à'Ô 130 —

épaisseur xy de l'âme du rail . . . li— -

Poids : H kilog. le mètre.

Les rails qui étaient autrefois en fer sont depuis de nombreuses années déjà en acier ; ils sont fabriqués au four Martin et la tendance actuelle est d'employer, pour la fabrication, de l'acier dur renfermant 0,45 % de carbone et 0,90 °/0 de manganèse.

Les ingénieurs ont longtemps discuté sur la valeur relative du rail à double champignon et du rail à patin, la question est encore bien loin d'être résolue, chaque système ayant ses partisans.

En Angleterre, c'est le rail à double champignon qui est le plus employé ; en France, la proportion est à peu près également répartie ; en Allemagne, en Autriche-Hongrie, en Russie, en Italie, en Espagne, en Suisse, on n'emploie que le rail Vignole.

Les rails à double champignon reposent sur les traverses par l'intermédiaire de pièces de fonte appelées cous- X/^^v—^/^P sinets qui épousent la forme du champignon inférieur et l'àme du rail et sont calées à l'aide de coins en bois ou en métal; les coussinets sont fixés sur les traverses à l'aide de deux ou trois tire-fonds.

Le rail Vignole repose directement sur la traverse avec ou sans plaque de feutre ou par l'intermédiaire de selles en acier ; il est i\\é au moyen de crampons ou mieux de tire-fonds dont la tète élargie s'applique sur la partie extrême du patin et la serre sur la traverse.

Le rail (1) — quel que soit le type — ne repose pas verticalement sur la traverse, il est nécessaire qu'il présente une certaine inclinaison afin de faciliter le passage dans les courbes, le bandage des roues des véhicules étant conique au lieu d'être parfaitement cylindrique. Dans la voie à double champignon, l'inclinaison est obtenue par la forma même du coussinet qui sert de support au rail, dans la voie Vignole où le rail repose directement sur la traverse, on entaille celle ci de manière à donner au rail l'inclinaison voulue : c'est ce qu'on appelle le sabotage de la Iravcse.

;t) Blanc, Agenda ds* Chemins de /V

La pose de la voie dans les courbes nécessite plusieurs précautions dont la principale est le surhaussement du rail extérieur à la courbe. Ce surhaussement est nécessité par l'existence de la force centrifuge quiT composée avec le poids des véhicules, donne une résultante s'écartant légèrement de la verticale; le véhicule s'incline et les roues tendraient à abandonner le rail extérieur, si l'on ne le surélevait d'une quantité qui varie avec le rayon de la courbe et la vitesse des trains.

35. — Eclisses. On nomme éclisses des « armatures en fer ou en acier destinées à établir la continuité des rails et à assurer leur affleurement exact. » Elles s'appliquent contre l'âme du rail, au-dessous du champignon supérieur. On met deux éclisses pour assembler deux rails qui se suivent, une à l'intérieur l'autre à l'extérieur, les deux éclisecs correspondantes sont réunies par des boulons qui traversent les rails, assurent un serrage énergique et donnent à l'ensemble une grande rigidité.

Une paire d'éclisses pour rails à double champignon pèse environ 16 kilog. ; celle pour rails Vignole peut atteindre iOkilog., la suppression des coussinets permettant d'allonger les éclisses.

36. — Accessoires de la. voie. On comprend sous celte expression générique notamment les appareils de changement et de croisement de voie et les plaques tournantes.

Les aiguilles (ou appareils de changement de voie) sont destinées à donner passage d'une voie sur une autre. Elles se composent d'une paire

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de lames [en rails généralement) mises en mouvement par un levier de manoeuvre, à l'aide d'une tringle de connexion et venant, suivant la position du levier, s'appliquer contre l'un ou l'autre des rails de la voie.

Les croisements de voie sont des appareils spéciaux placés à l'intersection des rails pour permettre le passage des trains ; ils comprennent une pointe en acier en forme de V appelée pointe de cœur placée entre deux rails, recourbes aux cxlrémilés, dénommés pattes de lièvre; deux

contre rails placés le long des rails extérieurs de la voie complètent le guidage des boudins des roues pour empêcher le déraillement.

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Les plaques tournantes permettent de faire passer les véhicules d'une voie sur d'autres voies rayonnant comme elle au centre de la plaque. Elles se composent d'un plateau roulant sur des galets dans une cuve de maçonnerie. Le diamètre des plaques tournantes est ordinairement de 4m,20 à