CHAPITRE PREMIER

DE l'espace occupé PAR LES DIFFÉEENTES PARTIES D'UW CHEMIN DE FER.

Une des premières questions que Ton ait à résoudre lorsqu'on entreprend d'établir un chemin de fer est celle de savoir quel sera ï espace occupé par les différentes parties du chemin.

Pour y parvenir, il faut commencer par déterminer exactement le plan et les profils du chemin. Cela fait, il reste à fixer la largeur du chemin en déblai, en remblai et sur les ouvrages d'art, l'inclinaison des talus en déblai et en remblai, la largeur des fossés à creuser ou des sentiers à ménager entre le sommet des talus en déblai ou le pied de ces talus en remblai, et la barrière qui sépare le chemin des propriétés voisines; l'ouverture et la hauteur des ponts et des souterrains, l'empâtement à donner aux remblais sur certains terrains , l'étendue des gares extrêmes et celle des gares intermédiaires, et aussi celle des gares de dépôt pour les matériaux, ainsi que l'espace occupé par les ateliers ou magasins et par les chantiers qui en dépendent.

4 DIAJENSIONS

Les moindres erreurs commises dans ce calcul de l'espace occupé par les différentes parties du chemin peuvent devenir la source d'augmentations de dépense quelquefois considérables, car on paie toujours pour les petites portions de terrain qu'exigent les agrandissements un prix beaucoup plus élevé que pour la bande principale, achetée dès l'origine.

Dans l'estimation du terrain occupé parle chemin aussi bien que dans celle du cube des terrassements, il ne faut pas oublier que les profils en long sont ordinairement pris à la hauteur des rails et que la chaussée en snble ou pierres concassées, sur laquelle la voie est fixée, a généralement de cinquante à soixante centimètres d'épaisseur.

§ 1*'. Dimensions de la surface du chemin.

La largeur totale du chemin se compose sur les remblais de celles des voies, de l'entre-voie et des accotements, et dans les tranchées des mêmes éléments, plus la largeur des fossés.

Largeur de la I^^ largeur de la voie sur tous les chemins de fer servant au transport des voyageurs ea France et en Belgique, ainsi que sur la plupart des chemins anglais, est de !'"5o d'axe en axe des rails ou de i*"44 (4 pieds 8 pouces anglais) seulement, si on la prend

voie.

DE LA SURFACE DU CUEiMLN. 5

de la face intérieure d'un rail à la même face du rail parallèle.

Sur le chemin de Londres kYi\rmouth,dit Eastern Counties-rail-way ^ la largeur de la voie est un peu plus grande. Prise intérieurement, elle est de i^Sa (5 pieds anglais). Sur les chemins de Dundee à Arbroath et d'Arbroath à Forfar (Ecosse), elle s'élève à i^ôS (5 pieds 6 pouces anglais).

Sur les chemins d'Irlande et sur ceux établis en Russie î'chemin de Saint-Pétersbourg à Zarcoe-selo), on a porté cette largeur à i"83(6 pieds anglais); sur ceux (le Hollande, à i^^S (6 pieds 4 pouces); enfin, sur le chemin de Bristol, M. Brunel fils a adopté une voie large de 2'"i3 (7 pieds) de dedans en dedans, ou moitié en sus de la distance usitée i'"44-

Le but que l'on s'est principalement proposé en agrandissant l'espace entre les rails est de se ménager la possibilité de construire des machines locomotives plus larges avec des roues de plus grand diamètre , munies de chaudières plus puissantes, et, par suite, capables de marcher à des vitesses supérieures.

Il est vrai de dire qu'effectivement avec les machines employées aujourd'hui on dépasse sur le chemin de Bristol la vitesse moyenne des autres chemins anglais. Nous avons voyagé plusieurs fois sur ce chemin , et la vitesse dont nous avons pris

note, a toujours dépassé d'environ un quart celle de la plupart des autres chemins d'Angleterre. Elle a été de dix à douze lieues, tandis qu'elle n'est sur les autres lignes que de huit à neuf lieues.

Mais les machines des chemins qui ont la voie ordinaire n'ont pas atteint leur maximum de puissance. Bien que la surface de chauffe en ait été considérablement agrandie, elle est encore susceptible d'augmentation, d'où il résulte qu'il serait possible, sans rien changer à l'écartement des rails , de construire des machines capables de traîner des charges considérables et d'approcher cependant beaucoup, avec ces charges, des vitesses les plus grandes que permette la résistance de l'air.

L'utilité d'un agrandissement de la voie n'est donc pas suffisamment démontrée |)ar l'expérience acquise jusqu'à cejour.Yreconnût-on certains avantages , et notamment celui de permettre une plus grande vitesse, il y aurait encore à examiner jusqu'à quel point ces avantages sont en rapport avec un surcroît de dépense dans l'établissement des chemins.

On conçoit d'ailleurs que la solution doit varier suivant les pays. La vitesse a plus ou moins de valeur, selon les besoins du commerce dans chaque localité; et l'on ne doit pas oublier que ces besoins vont constamment en augmentant, puisqu'on

regrette aujourd'hui d'avoir établi des canaux à petite section sur plusieurs lignes en Angleterre, au service desquelles ils suffisaient cependant lorsqu'on les a construits.

Quelques f;ibricants de machines ont demandé que la voie fut élargie , afin , disaient-ils , que, les pièces des machines occupant un pins grand espace, il en résultât plus de facilité dans la construction et dans l'entretien. Leurs réclamations ne nous paraissent pas fondées ; car, lorsque dans les machines actuelles les pièces sont bien disposées, on les visite et on les démonte sans aucune difficulté. Cette objection disparaîtra d'ailleurs devant les simplifications que chaque jour apporte nu mécanisme des machines, et surtout devant celles imaginées tout récemment par l'habile Robert Stephenson.

M. de Ridder construit en ce moment de Gand à Anvers un chemin économique avec une voie de i'"jo de largeur seulement, sur une ligne qu'on pourrait appeler de second ordre, eu égard à l'activité de la circulation ^

Il nous semble rationnel de classer ainsi les che-

1. Les machines locomotives avec leur tender ne pèsent pas, sur ce chemin, plus de cinq tonnes. Les wagons sont aussi trèslégers ; leurs ressorts remarquablement petits , et cependant suffisamment forts, ne pèseront (|ue 13 kilogr. pièce.

ininsde fer suivant leur degré d'importance, comme cela se fait pour les routes ordinaires et pour les canaux. On aurait alors des chemins de fer comme des canaux, à grandes et à petites sections.

L'entre- voie, sur la plupart des chemins de fer en France et en Belgique est de i^So; sur le chemin de Londres à Birmingham elle est de l'^Qs ; sur le chemin de Bristol, de i'"87; sur le chemin de fer de Bruxelles à Mons, de '^""So.

Largeur de On détermine la largeur de l'entre-voie de ma-

renlre-voie. . , , , . ,

niere a ce que deux convois marchant en sens contraire venant à se rencontrer, il reste entre les caisses des voitures un espace lihre, assez grand pour que les marchepieds ne puissent se choquer et que les voyageurs ne puissent se tuer en sortant la tête par les portières.

La distance entre les caisses des voitures est sur le chemin de Versailles, rive gauche, de o'°84, et entre les marchepieds de o™45- Un homme placé dans l'en Ire-voie pourrait à la rigueur rester debout au milieu, lors du passage de deux convois, sans être atteint. Mais l'entre-voie et la largeur des voitures ne sont pas, comme on pourrait le supposer, calculées dans cette prévision , car il y a lieu de penser qu'un promeneur dans cette situation critique ne pourrait sauver sa vie que s'il avait

assez de présence d'esprit pour se coucher par terre.

Nous croyons avoir donné aux voitures du chemin de Versailles, rive gauche, une largeur qu'on ne saurait guère dépasser avec la voie actuelle de i^So. L'écartement de i^So entre les deux voies nous paraît donc suffisant. Mais il faut éviter de réduire cet espace, comme on l'a fait quelquefois en soutenant des ponts en charpente par des colon nettes posées au milieu de l'entre-voie. Un mécanicien et un conducteur de convois ont été , au chemin de la rive gauche, tués en se frappant la télé contre une de ces colonnettes.

Si sur le chemin de Bruxelles à Mons on a porté la largeur de l'entre-voie à a^So, c'est afin, nous a t-on dit, de pouvoir au besoin augmenter la largeur des voies.

Sur le chemin de Saint-Etienne à Lyon l'entrevoie n'étant que de i mètre , on s'est trouvé fort gêné pour la construction des voitures et obligé de leur donner une grande longueur, en faisant porter la caisse sur deux trains séparés.

Sur le chemin de Liverpool à Manchester, construit vers la même époque que celui de Saint-Étienne à Lyon, l'entre-voie est plus grande : elle est de i^SS; mais l'expérience a prouvé que sa largeur était in-

suffisante. On l'a augmentée sur tous les chemins de quelque importance construits depuis lors, et portée à i™8() ou i™90.

Largeur des Quant à la laro^eur des accotements, elle varie, ainsi que 1 inclinaison des talus, avec la nature des terrains. Elle doit être d'autant plus grande que le sol sur lequel repose la voie est plus mauvais. Nous trouvons cette prescription daiiîi 1<'S cahiers de charges anglais. Ainsi, sur le remblai en terrain ordinaire ,e!îe est de 5o centimètres plus grande que dans les tranchées. Lorsque le terrain est marécageux, c'est au contraire dans les tranchées qu'elle est la plus grande. Dans certains terrains de ce genre, elle est de 3 mètres en tranchée, et de i^"5o à 1 mètres en remblai. Cette largeur est nécessaire pour que l'ébranlement produit lors du passage des convois ne puisse pas déterminer aussi facilement des éboulements, et pour que, dans le cas où des éboulements auraient lieu, les voies ne puissent être entraînées ou couvertes aussi facilement.

Sur le chemin de Versailles, rive gauche, l'accotement compris entre la partie extérieure du rail et le bord du fossé en tranchée, sur un bon terrain, est de 0^87, en remblai de i'"57, soit o'"9o et i™6o, si on compte a pai tir de l'axe du rail.

Sur le chemin de Bristol, en terrain ordinaire, la

distance depuis l'extérieur du rail à la crête du remblai ou à l'arête du fossé est de l'^'/iS ; sur le chemin de Liverpool à Manchester, de i^Sa; sur celui de Londres à Birmingham de 2™20. Sur les nouveaux chemins belges (chemin de Bruxelles à Mons) , elle est de i'"75.

La largeur des accotements du chemin de la rive gauche paraît donc être trop faible, surtout en tranchée. Nous pensons que cette largeur ne doit pas être moindre que i™5o , et qu'il y a tout avantage pour le service et pour la sûreté de la circulation à l'augmenter.

Dans les souterrains, et quelquefois sur les ouvrages d'art, on diminue la largeur de Taccotement afin de réduire la dépense. Les eaux s'écoulent alors par un fossé ou par un aqueduc placé au milieu. (Voir pi. 2, série A, fig. 4-) Lorsqu'on n'a pas à craindre les eaux du dehors, on supprime les fossés, comme dans un des souterrains, fig. 5.

Il ne faut pas oublier qu'une trop grande réduction de la largeur de l'accotement dans les souterrains peut exposer les voyageurs à de sérieux accidents.

L'administration des ponts et chaussées prescrit pour la largeur de l'accotement sur les chemins de

fer, cette largeur étant prise entre la face des rails extrêmes et l'arête extérieure' du chemin, i™ en déblai, en souterrain et sur les ponts, et l'^So en remblai.

Dimensions La largeur des fossés, et en général toutes leurs des fossés*

dimensions, doivent être en rapport avec la quantité

d'eau qu'ils sont destinés à recevoir.

Dans les tranchées longues et profondes, où ils reçoivent non-seulement l'eau provenant de la voie, mais aussi celles qui coulent sur les talus en masses considérables , il est quelquefois difficile de les dégoi ger ; ils doivent alors avoir une grande capacité. Leur profondeur doit être, dans tous les cas, calculée de manière à ce que le fond se trouve un peu audessous de la base de la couche de sable ou de pierres concassées formant la chaussée qui doit être aussi sèche que possible.

Cette profondeur doit être en général plus grande dans les terrains aquifères que dans les terrains ordinaires, afin d'augmenter la hauteur de la partie desséchée qui sépare la voie du terrain humide, car si les trépidations se transmettaient à ce ter-

1. Cette expression employée dans les cahiers des charges, signifie sans doute l'arête qui borde les fossés dans les tranchées. Il serait nécessaire de l'exprimer clairement.

rain, les rails seraient exposés à de perpétuels dérangements.

Nous dirons plus loin, en traitant de la construction de la chaussée, comment, sur le chemin de la rive gauche, on est parvenu, en l'établissant d'une certaine manière et l'asséchant au moyen de fossés profonds, à traverser un terrain aquifère des plus mous.

Les dimensions des fossés dans une grande tranchée du chemin de Versailles (rive gauche), dite tranchée de Ciamart, sont : largeur en gueule, o'^go, largeur au fond, o"'il\, profondeur, o"6o. Le talus du mur en pierre sèche qui borde le fossé du coté de la voie est incliné à raison d'un dixième de base pour un de hauteur, et le talus du coté opposé, étant taillé dans le terrain , est incliné à raison de un de base pour un de hauteur.

Cette tranchée ayant 1,700 mètres de longueur et une profondeur maxîma de i6'"86,ces dimensions sont insuffisantes.

On doit dégorger les fossés aussi souvent que le nécessite leur capacité et que le permettent les localités. D.iiis notre grande tranchée de Ciamart on a foncé quatre puits al)sorbants ou puisards sur la longueur de 1,700 mètres. En augmentant le nom-

é(^ DIMENSIOISS

bre de ces puisards, on eût pu suppléer à l'insuifisance de grandeur des fossés et leur conserver de petites dimensions.

Le terrain des environs de Paris se prête admirablement, par la nature des coucbes qui le composent, à l'établissement des puits absorbans. Tous les terrains ne possèdent pas cet avantage.

En général, il est de !a plus haute importance de préserver aussi bien que possible par des moyens quelconques tous les ouvrages d'un chemin de fer et notamment la voie, du contact des eaux, soit souterraines , soit pluviales. On ne doit rien épargner pour atteindre ce but. Nous verrons plus tard par quels moyens on y parvient.

Sur les remblais les eaux provenant de la voie s'écoulent presque toujours le long des talus. Les fossés, s'il y en a, sont placés au pied du remblai, et ordinairement il n'en existe que du côté où les eaux du dehors, coulant sur un sol incliné, pourraient venir en délayer la base.

Sur quelques chemins de fer cependant, celui de Liverpool à Manchester, par exemple , et celui de Birmingham à Liverpool, on a élevé, des deux côtés des remblais , des cavaHers, afin de prévenir autant que possible la chute des locomotives sur les talus

lorsqu'elles sortent de la voie, ou au moins, afin d'amortir le choc qui a lieu dans ce cas. On creuse alors des fossés dans le remblai, contre le cavalier du côté de la voie, et l'on dégorge de distance eu distance les fossés, au moyen d'ouvertures pratiquées dans les cavaliers.

Nous ne pouvons indiquer d'autre règle pour le calcul de la largeur des autres parties des fossés au pied des remblais, que de proportionner à la quantité d'eau qui doit être détournée du remblai.

Les fossés ouverts au pied des remblais sur le chemin de Versailles (rive gauche) devaient avoir, d'après le cahier des charges remis à l'entrepreneur général du chemin, l'^Bo de largeur en gueule, o^So de largeur dans le fond et o'"5o de profondeur.

Le talus du remblai ayant reçu l'inclinaison cou- Largeur du

SGTilicr Ifi loiT'

venable , un sentier de i mètre de largeur entre le des barrières" remblai et la barrière qui sert de clôture au chemin de fer nous paraît suffisant pour la circulation le long du remblai et pour préserver les propriétés voisines de la chute des pierres qui peuvent se détacher du remblai.

M. Séguin aîné, dans son ouvrage sur les chemins Opinion de

de 1 i • j 1 •' M M.Séguin ail ô

e ter % S exprune de la manière suivante sur i espace sur l'éienduo

1. De l'in[luence fies chemins de fer, el de l'art de les tracer et de les construire, par Séguin aîné. 1 vol in-8**. 1839.

(le la portion ç\q terrain que les compagnies doivent acheter le

(le terrain a '■ • *-*

acheter pour lonsT des grandes tranchées : les tranchées. ^ °

« Il est indispensable que la compagnie soit propriétaire d'une portion de terrain en amont des grandes tranchées et dans toute leur étendue, sur une largeur de o. ou 3 mètres et plus , s'il est besoin. Cet espace est destiné à établir pour l'écoulement des eaux un fossé qui doit toujours être entretenu avec le plus grand soin, car on conçoit que le moindre filet d'eau parcourant un espace de 12, i5, 20 mètres sur un plan si incliné, suffit pour raviner, corroder le terrain, encombrer le fossé inférieur et la voie, causer des éboulements et par suite des accidents. La compagnie doit aussi acquérir, surtout lorsqu'ils sont de peu de valeur, tous les terrains supérieurs aux tranchées qui offrent de grandes probabilités d'éboulemenls ; car, soit par malveillance, par ignorance ou par besoin réel, le propriétaire, maître chez lui, peutfaire tels travaux quebon lui semblera, sans s'inquiéter s'ils courent le risque d'être détruits par le fait des ouvrages que la compagnie a fait exécuter, et lorsqu'il arrive un accident qui le prive de son terrain , de ses constructions, etc., on doit peu espérer que les arbitres ne prendront pas en considération et ne feront pas payer à raison de l'augmentation de valeur que les propriétés ont gagnée à l'ouverture de la nouvelle comnumication. »

DE L'INCLINAISON DKS TALirs. 17

« I.e fossé des grandes tranchées entraîne, principalement du côté d'amont, dans un énorme surcroît de déblai , sa largeur et sa profondeui- devant être plus grandes , à mesure que les parements de la tranchée sont plus élevés. »

§ 2. De l'inclinaison des talus des tranchées et des remblais.

Les règles qui servent à déterminer rincHoaison des talus des tranchées ou des remblais pour les roules ou pour les canaux s'appHquent aussi aux chemins de fer. Nous devons seulement faire observer que sur un chemin de fer les conséquences d'iui éboulement sont l)ien autrement graves que sur une route ordinaire, bien plus difficiles à réparer, et que les dépenses pour modifier les talus d'une tranchée , une fois le chemin en activité , sont bien plus considérables. Il est donc important sur un chemin de fer de déterminer l'inclinaison des talus avec assez d'exactitude pour qu'il ne devienne pas nécessaire de les retoucher après l'ouverture du chemin.

Sur le chemin d'Alais à Beaucaire , l'éboidement d'un talus dans une tranchée a occasionné, en barrant la voie, la rupture d'une locomotive et de plusieurs vagons chargés de charbon. Sur le chemin de Londres à Bristol, un accident du même genre a eu pour conséquence la mort de plusieurs

18 DE l'inclinaison

voyageurs. Sur le chemin de Versailles (rive gauche), dans la grande tranchée de Clamart, la rectification d'une partie des talus après l'ouverture du chemin a exigé une dépense double de celle qui eût été nécessaire pour le même travail, s'il eût été fait auparavant. Cette rectification , lorsqu'elle n'avait pas lieu la nuit, nécessitait, en outre, un redoublement de surveillance de la part des cantonniers.

des^^-'andes ^^ convient, dans les grandes tranchées, de mena-

tranchées, ggj,^ ^ j^j^g petite hauteur au-dessus du fossé, une

banquette d'environ o'^So de largeur, sensiblement

inclinée contre le talus , comme l'indiquent les

fig. 2 et 3, série A, pi. I.

Cette banquette sert à empêcher les petites pierres qui se détachent des talus, surtout par l'action de la gelée et du dégel, de descendre dans le fossé et de l'obstruer. Elle est aussi fort utile comme lieu de dépôt des boues que l'on enlève en nettoyant les fossés.

Dans le haut des grands talus, il est souvent nécessaire d'intercepter, au moyen de cavaliers ou de fossés, les eaux qui, coulant à la surface, pourraient les endommager. La fig. 3, série À, pi. I, indique les dimensions qu'il convient de donner à cette portion du chemin.

Talus L'inclinaison des talus des tranchées varie entre

des remblais.

des limites fort écartées. Celle des remblais est ordinairement de un et demi de base sur un de hauteur. Lorsque le remblai pose sur un teirain mou , on augmente la largeur de sa base , sans augmenter proportionnellement celle de la chaussée ; l'inclinaison de ses talus peut alors devenir beaucoup plus faible, mais elle peut aussi ne pas changer si l'on ménage une banquette à une certaine hauteur du remblai, comme fig. 2, série A, pi. T. Nous verrons plus loin quel empâtement il convient de donner aux remblais, eu égard au plus ou moins de solidité du sol sur lequel on doit les élever.

Sur le chemin de Londres à Birmingham, les talus sont très plats. Tous ceux des grandes tranchées ont deux de base sur un de hauteur. Ceux des remblais ont la même inclinaison.

L'extrait suivant de l'ouvrage de M. Séguin aîné, déjà cité, trouve naturellement sa place après les considérations que nous venons de présenter sur l'inclinaison à donner aux talus des tranchées ou des remblais.

tf On ne peut guère prévoir à l'avance sous quel Talus