DU TRACÉ DES CHEMINS DE FER
Considérations générales.
Le choix et le tracé d'une ligne sont les plus importans sujets de méditation pour l'ingénieur de chemins de fer. Il y a , dans l'un et l'autre problème, deux questions à résoudre , une question purement commerciale et une question d'art. Il faut combiner habilement les élémens que fournit la solution de chacune d'elles prise séparément, de manière à avoir le produit le plus grand possible pour solution de la question générale ^ ou, en d'autres termes, il s'agit de choisir parmi
plusieurs suites de points celle par où passe un chemin sur lequel le calcul donnera la plus
grande somme possible pour les bénéfices pécuniaires, dont l'expression est le montant présumé delà perception des taxes, diminué de l'intérêt dès capitaux engagés, de leur dépréciation, des frais d'entretien et d'administration et des frais de transports. L'appréciation du montant des taxes que l'on peut espérer de percevoir sur une certaine ligne et les dépenses de l'administration se rapportent ici à la question commerciale; le calcul des capitaux que nécessiteront probablement les travaux d'art, le matériel, etc., ainsi que celui de leur dépréciation , des frais d'entretien ef des frais de transport regardent plus particulièrement l'homme de l'art.
Il est clair qu'il n'y a pas de règles fixes à prescrire pour arriver au résultat énoncé ci-dessus ; c'est la sagacité de l'ingénieur qui doit décider de la meHleure marche à suivre dans chaque cas. Nous allons par conséquent nous borner à quelques remarques générales.
Tonnage.
L'élément principal de la question commerciale est le tonnage ou la quantité de marchandises qui doit circuler sur la ligne du chemin.
8o SUR LES CHEMINS
D après les dépenses et les profits des différentes grandes routes en fer que l'on a établies dans la Grande-Bretagne et en France, ou d'après les prospectus de celles qui sont en projet dans l'un et l'autre royaume, il ne parait pas que l'on puisse, à moins de circonstances extrêmement favorables, tirer un intérêt raisonnable des capitaux lorsque le mouvement commercial est moindre que 5o,ooo tonnes.
De Darlington à Stokton, le mouvement cornmercial est de 80 à 100,000 tonnes. De Liverpool à Manchester, on compte, d'après le rapport déjà cité de M. Rastrick, sur environ 1,100,000 tonnes de marchandises, dans une année de trois cents jours de travail, et 56,ooo tonnes de voyageurs. Sur les 1,100,000 tonnes de marchandises, 600,000 ne parcourent qu'une partie del* route. De Saint-Etienne à Andrezieux, on a transporté de 5o à 60,000 tonnes; de Roanne à Aek drezieux, on compte sur 160 à 180,000 tonnes 1 l'ouverture du chemin, et on calcule que i3o,o<w tonnes environ donneront un intérêt de 10. poaxr 100 dans le cas d'une voie. De Saint-Étienne ^ Lyon, on espère de 3oo,ooo à 35o,ooo tonnes à? marchandises et un grand nombre de voyageurs
Considérations d'art.
. I*a question du tracé des chemins de fer étant considérée sous le point de vue de l'art , il est certaines règles pour la résoudre, qui s'appliquent à toute espèce de routes ; nous n'avons pas à nous en occuper. Nous jetterons seulement un coup-d'ceil sur quelques unes des circonstances les plus importantes dans le cas particulier des routes à ornières.
Avant de commencer le tracé d'un chemin à G ém é nRt ft. ornières , la première chose à faire est d'établir exactement le çoût du transport avec chaque espèce de moteurs, en plaine et sur les diverses espèces de pentes que l'on peut avoir à franchir. Il faut ensuite examiner dans quel sens le mouvement commercial est le plus grand ; car le tracé doit être tel que le transport s'effectue le plus facilement dans cette direction. Dans le cas des chemins de fer, lorsqu'on suppose qu'il y aura économie à employer les machines comme moteurs, il ne convient plus, comme pour quelques grandes routes pavées ou macadamisées, de suivre les ondulations du terrain; mais devrat-oii franchir les collines en se développant sur leurs flancs et établissant de grands plans inclinés . au haut desquels on placera des machines
fixes, ou sur lesquels on fera usage de l'effet de la pesanteur ? Divisera-t on plutôt la ligne en une série de parties de niveau et de petits plans inclinés , disposés de distance en distance, comme les écluses d'un canal, que Ton franchira aisément avec des chevaux ou même des machines locomotives, ou bien vaudra-t-il mieux, lorsque les circonstances le permettront, percer un souterrain ou faire une coupure , et conserver ainsi à la route soit une horizontalité parfaite, propre à la circulation en tout sens par tout autre moteur que la gravité , soit une pente extrêmement douce, sur laquelle les chariots descendront par leur propre poids et pourront être ramenés par une machine locomotive? Toutes ces questions doivent se résoudre par des calculs basés sur le coût des transports par telle ou telle espèce de moteurs et sur celui des travaux d'art. Il est bon d'observer cependant que les grands plans inclinés paraissent être généralement en usage en Angleterre, et que nous n'avons ouï parler d'aucun chemin où l'on ait divisé la pente en parties de niveau et en plans inclinés de très peu de longueur, comme ont proposé de le faire plu^ sieurs ingénieurs célèbres.
Sur les routes ordinaires, on ne craint pas, en Angleterre , une pente moindre que ; mais sur les chemins de fer, cette pente devra être beaucoup
plus faible, surtout s'il s'agit d'employer des machines locomotives. Les renseignemens que nous avons donnés sur la force de ces machines met-
tront à même de calculer la plus grande inclinaison, sur laquelle l'économie du transport permettra de les adopter dans une certaine localité.
Enfin , on devra, dans le tracé d'un chemin de fer, éviter les grands circuits; ils sont surtout nuisibles sur les plans inclinés, quoique en Angleterre des raisons d'économie aient quelquefois forcé à adopter des courbes même dans ce cas. On sent en effet que,' dans les circuits, le rebord des roues de chariots étant ordinairement en dedans, une partie de ce rebord appartenant aux roues qui marchent sur la file de rails de la plus grande courbe lui fait corde , et que le rebord des roues qui marchent sur les rails de la plus petite courbe est tangent à celle ci. De cette manière, les deux roues qui tournent sur la grande courbe éprouvent un frottement beaucoup plus grand que sur une ligne droite. On a imaginé de porter la plus grande partie du poids du chariot sur les deux autres roues , en plaçant la file de rails de la plus grande courbe plus, haut que celle de la plus petite ; mais cela ne remédie pas entièrement au mal : aussi les courbes de la grande route de Liverpooî S Manchester ontelles toutes au delà de 5oo mètres de rayon, ex-
cepté une courbe de peu de Idhgueur, à l'entrée de Manchester, à laquelle on a été obligé de donner <i 80 mètres.
MM, Seguin ont fait de grands sacrifices pour donner à toutes leurs courbes , sur la route de Saint-Etienne à Lyon , 5oo mètres au moins de rayon. Il paraît qu'à Darlington il y a des courbes d'un assez petit rayon , qui occasionent une augmentation notable dans les frais de transport. Sur le chemin de Saint - Étienne à Andrezieux, les courbes ont de 75 à 100 mètres: c'est une faute de construction dont on n'avait pas pu prévoiries inçonvéniens lorsqu'on a construit ce chemin de fer, le premier de quelque étendue que l'on ait vu en France. Le cbemin de Roanne à Àndrezieux aura des courbes de 200 mètres ; mais on les a adoptées par pure raison d'économie.
On ne trouve nulle part de résultats d'expériences faites pour déterminer l'augmentation de force motrice que nécessitent sur les chemins de fer certaines courbures et de l'évaluation des extra-réparations aux rails qu'elles occasionent. Sans çles données numériques à cet égard, il est impossible de balancer exactement les dépenses qu'épargne ou entraîne l'adoption de courbes d'un certain diamètre.
Tracé de différentes roules en Jer.
Voici maintenant des détails sur le tracé de plusieurs routes en fer.
Le profil de la route de Liverpool à Manchester est une ligne brisée, qui se compose de parlies droites, dont nous donnons dans le tableau suivant la longueur et l'inclinaisQu.
Digitiz
La* longueur totale est de 5i 4 de mille
MM. Walker et Rastrick ont proposé deux combinaisons différentes de moteurs p our cette route.
D'après la première combinaison, on placerait au sommet de chacun des plans inclinés de Rainhill et Sutlon deux machines de cinquante chevaux , au sommet de la galerie deux machines de soixante chevaux , et le service se ferait, sur les autres parties de la route, avec cent deux machines locomotives de dix chevaux chacune.
D'après. la seconde combinaison, tous les transports se feraient avec des machines fixes ; on placerai au sommet de chacun des plans inclinés de Rainhill et Sutton deux machines de soixante chevaux chacune, et au sommet de la galerie deux machines de soixante-quinze chevaux. On diviserait la partie.du chemin comprise entre la galerie et lepied du plan incliné deRainhill, en quatre stations éloignées de 1 7 mille (a,4oo ,n .) Tune de l'autre, et on placerait deux inachinesde trente chevaux à chacune des trois premières stations et deux machines de vingt chevaux au bas du plan incliné. Il y aurait deux machines , de vingt chevaux chacune, entre les plans inclinés de Rainhill et de Sutton, *en un point également distant de leurs sommets ; enfin , l'espace entre le pied de la rampe de Sutton et Manchester serait partagé
éloignées Tune de l'autre de „... -v^e favant dernière, .située à un / ; it ^ULoeslrr. Deux machines, chacune hiL? /j^ioii, seraient placées au bas du plan >Jt lKî a machines de douze à Manchester, * jsm/yfJe machines de trente chevaux à . *r a> julres stations.
X. i si***u*r MascJet a donné, dans le Jour- ,^riJ»W, des renseignemens sur la route r /.iim^** Nous en extrayons ce qui suit (i) ;
*a itf* * * te> assez généralement favorisée ^ . ««nu du terrain , à l'exception des cinq . UBir > utiles » depuis le point du départ , où ™ sol a du rendre le tracé de la ligne .jr. Sic commence dans la vallée où coule w - jïuU la rive droite est distante d'un >ir \ ^ou-Park et Elher/ej : son point d'é- , (lllé - jtJessûs du niveau de la mer est de r ^s ^lai-«. Entre cette vallée et la rivière , branche de la Wear, le terrain s e- ^jiiletneut et forme l'escarpement d'É- , ^ùlrtt nécessaire de franchir. Son élé- ' < *c ùfà P ie( *s au dessus dû niveau de ^ ^ NCOUvre ' du S( >mmei , la vallée de
Jv^4 ui sabaisse a une Profondeur de
, du Génie civil, troisième livraison
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A ORNIÈRES. 8r)
3ao pieds. Comme il serait impraticable de la combler, au moyen d'une digue, pour le passage de la voie de fer, celle-ci descend dans la vallée par un plan incliné, et remonte par un plan opposé le monticule nord de Brusselton jusqu'à la hauteur de 47°'pieds, au revers de laquelle elle retrouve, après une contre-pente douce peu prolongée, un terrain de niveau, et qui varie peu pendant les vingt milles qui lui restent à parcourir pour arriver à Stokton.
«Nous avons dit, dans le premier exposé, que, sur toute la ligne, les voitures de transport n'ont à franchir que les hauteurs d'Étherley et de Brusselton , par des plans inclinés plus ou moins faciles et à l'aide de machines à vapeur placées sur leur sommet. La machine à vapeur d'Etherley est de la force de trente chevaux, celle de Brusselton de soixante; elles enlèvent un train de huit chariots chargés de vingt et un tonneaux pesant de charbon, formant trente et un tonneaux avec les dix du poids des voitures. La rampe à gravir, à Etherley, est d'un demi-mille et l'élévation perpendiculaire est de 180 pieds. La descente du revers est de plus d'un mille et de 5i :? pieds. Les chariots descendent entraînés par leur propre poids , et le câble auquel ils sont attachés, se déroulant autour d'un cabestan, sert à en régulariser la descente et à modérer sa rapi-
88 SVR LES CHl
en quatorze stations, éloigm " ^ » danois
i ± mille, excepté Pavant * ff ^œndudu mille de Manchester. Deiu * ^J/,#otde £ de de vingt chevaux , seraient \ » v ^e/ton, qu'il incliné, deux machines de ^ascendant et un couple de machines V* ^une hauteur chacune des autres station u .h descente au
M. le chevalier Masclet ^ ' ' . ^iculaire* d'un /m/ du Génie civil, des rens sS * ^ ^iedde la colline deDarlington. Nous en ex ^ ^distant de vingt Rouie d« « Cette ligne a été assez V ^obstacles; le terl arhngtooà par le niveau du terrain .-^^îement de niveau, premiers milles % depuis p ' ^io^»
l'inégalité du sol a dû n ^que M. Thompson irrégulier. Elle com.men< \^^^ons de Newcastlela Wear,dont la rive \^ à celui que nous mille de Wilton-Park et ^j^verpool.
lévation au dessîis du ** ^ 470 pieds anglais. En Gauwlless, branche levé graduellement e therkv, qu'il est néce vatioo est de 646 pi h mer. On découvr (orndless, qui s'ab;
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