MÉTHODE ORDINAIRE BASÉE SLR L'EXISTENCE DE CARTES ET CADASTRES

Lorsqu'un chemin de fer, un canal, ou toute autre voie de communication, sont reconnus utiles au pays et qu'il s'agit d'en demander la concession, il est d'usage d'en dresser un avant-projet destiné à être joint à l'appui de la demande de concession.

Nous allons successivement examiner les divers modes de préparer cet avant-projet; mais auparavant, nous devons faire remarquer, comme il a été indiqué ci-dessus, que la topographie des différents pays peut se diviser en quatre catégories assez distinctes et auxquelles nous donnerons les noms suivants :

1° Pays de Plaine.

Nous appelons ainsi les contrées telles que la Beauce, le plateau de la Brie, les Landes, la Hongrie centrale, la Russie centrale et méridionale, les déserts de l'Afrique, de l'Amérique méridionale, et les régions du golfe Pcrsique, etc., dans lesquelles les terrassements des voies de communications sont réduits à leur minimum et le nombre des cours d'eau à traverser est très-restreint.

Pente au-dessous de 0m,00b. La dépense kilométrique pour un chemin de fer à une voie dans ces conditions peut être estimée de 30,000 à 80,000 francs environ, suivant qu'il sera à traction de chevaux ou à locomotives.

2° Pays de Vallées.

Nous donnons ce nom aux grandes vallées dont il est possible de suivre le cours, de manière à éviter, généralement, les tranchées trop considérables ou les tunnels pour la traversée des contreforts qu'elle peut présenter, et, en même temps, dont on peut utiliser les coteaux pour l'assiette de la voie de communication à créer, tout en tenant compte des exigences créées par le niveau des hautes eaux.

Le maximum de l'inclinaison des pentes et rampes d'un chemin de fer étudié dans un tel pays peut être fixé à 0m,010 par mètre.

Les chemins de fer d vne voie exécutés dans des contrées de ce genre, exigent pour leur construction une dépense totale de 80,000 à 120,000 francs environ par kilomètre.

3° Pays de Collines.

On peut classer dans cette catégorie les chemins de fer qui suivent généralement une direction transversale aux petites vallées, et franchissent successivement ces vallées et les contreforts qui les séparent.

(1) Ce chapitre a été rédigé, ainsi que le suivaut, par M. Henri RUELLE, ingéuieur civil, auteur de plusieurs chemins de fer d'Intérêt local, actuellement chef de sectiou au chemin de fer de Sedan à Lérouville. — Ou y trouvera peut-être quelques détails un peu élémentaires, mais nous avons tenu à conserver à cette uote son caractère spécial « d'instruction pratique. » & A. O.

Les reliefs du sol se prêtent, forcément, assez mal à une pente à peu près régulière ; il s'ensuit que le profil de la ligne présente une série alternative de tranchées et de remblais plus ou inoins coûteux à établir; car, outre une dépense plus grande pour terrassements, on doit maintenir l'écoulement des eaux dans chacun de ces bas-fonds qui sont appelés vallées, vallons, ravins ou dépressions. De plus, on augmente d'une manière très-appréciable la largeur du terrain à acquérir pour l'établissement de la voie de communication projetée.

Le maximum des pentes et rampes qu'il convient d'adopter pour des lignes établies dans de telles conditions varie entre 10 et 20 millimètres.

La dépense peut varier pour un chemin à une voie de 100,000 à 130,000 francs et même 150,000 francs par kilomètre.

4° Pays de Montagnes.

Certaines régions de la France telles que les Pyrénées, le Jura, le Périgord, le pied des Alpes, et des abords du plateau central (Auvergne); le cours de certaines vallées étroites telles que celles du Doubs, et la plupart des vallées de quatrième ordre, etc., se prêtent plus difficilement encore à l'exécution d'un chemin de fer.

11 est presque impossible de trouver, sans des études approfondies, le meilleur tracé dans des pays tels que la Suisse, l'Espagne, l'Afrique, le Caucase, les Cordiliètes des Andes, etc., où il n'existe même pas de carte qui puisse dispenser l'opérateur d'un travail d'analyse topographique préalable, sur toute la région à traverser.

Il faut, pour ces lignes, se résoudre à aborder les grands ouvrages d'art, les viaducs importants, les tunnels, etc., et tous les ouvrages que l'on ne rencontre que sur les lignes de ce genre.

Il sera très-difficile, dans de telles contrées, de faire pénétrer quant à présent des chemins de fer d'intérêt local, à moins qu'ils ne soient rémunérés par le bénéfice d'un trafic considérable, ce qui est assez rare dans les pays très-montagneux, où la dépense ne pourra guère être beaucoup moindre de 200 à 300,000 francs par kilomètre même pour une voie.

Quant au maximum des pentes, il atteint, par exemple dans le Cantal, jusqu'à 30 millimètres et, dans la section de Murât à Vic-sur-Cères, ce maximum règne sur 70 pour 1C0 du tracé.

Dans un travail fort intéressant, ayant pour titre Compte rendu Statistique de la construction de la ligne d'Arvan au Lot(l), M. Nordling, ingénieur en chef du réseau central, a présenté un tableau graphique des prix kilométriques du prix de revient des diverses lignes du réseau central.

On y voit que la dépense varie entre 135,000 et 369,000 francs.

Ces mûmes ligues, construites dans l'esprit de la loi du 12 juillet 1865, qui régit les chemins de fer d'intérêt local, n'eussent guère été possibles, à moins d'avoir des subventions exceptionnelles.

Ce chiffre élevé est une conséquence forcée de la contrée dans laquelle il a fallu établir un chemin de fer avec les conditions anciennes.

On a peine à s'expliquer comment les grandes compagnies ne veulent pas abandonner le type des machines rigides, et n'adoptent pas encore les machines perfectionnées, avec répartition du poids sur trains articulés, dont plusieurs types, notamment celui de M. Rarcuaert, seront décrits à la 3° section de cet ouvrage (Matériel roulant}.

MODES DIVERS DE DRESSER LES AVAiNT-PROJETS.

On peut dresser un avant-projet de deux manières différentes , suivant qu'il existe ou non des cartes détaillées du pays.

(1) A Paris, clie: Duuod. Voir aussi Annales 'le la Construction. Janvier 1S70 et IS71.

l« Au bureau, d'après les cartes du Dépôt de la guerre, ou leurs analogues dans les autres pays.

2" Sur le terrain, à l'aide d'opérations topographiques et de nivellements spéciaux.

g 1. — Avant-projets d'après les Cartes du Dépôt de la guerre.

Lorsqu'un ingénieur ou un constructeur est appelé à dresser un avant-projet, il étudie d'abord sur les cartes publiées à l'échelle de „„,',„„ la direction ou les directions qui lui paraissent réunir les deux conditions suivantes : minimum de dépenses et maximum de recettes.

On conçoit facilement combien l'appréciation de ces deux conditions est difficile; mais on verra, au chapitre où l'on traitera de l'évaluation du trafic probable et du tonnage, comment on peut obtenir l'un de ces résultats.

Lin œil exercé reconnaîtra facilement, à l'inspection de la carte topographique, quelles sont les directions vers lesquelles il devra diriger son étude.

Les cartes du Dépôt de la guerre représentent d'une manière assez satisfaisante les reliefs du sol; elles contiennent de plus un certain nombre de points (cotes) nivelés, et rapportés au niveau de la mer, qui complètent aussi bien que possible les renseignements dont on peut avoir besoin.

Aussi, sans avoir la prétention de dresser un profil donnant tous les reliefs du sol, on peut, à l'aide de la carte topographique, combiner les pentes et rampes principales d'un avant-projet, et constater assez exactement quel est le maximun des déclivités que la contrée exigera.

Nous ne saurions trop engager les ingénieurs- qui n'auraient pas encore pratiqué l'étude des projets de chemins de fer, à s'habituer journellement à consulter ces cartes, qui leur seront d'un grand secours.

On sait que, plus les pentes du terrain naturel (représentées par des hachures) sont fortes, plus la carte a un aspect noir, parce que ces hachures sont d'autant plus courtes et plus rapprochées les unes des autres.

Les moindres dépressions du sol sont accusées assez nettement, et permettent de constater si, oui ou non, il convient de diriger le tracé soit dans le fond, soit sur les coteaux de ces dépressions.

Lorsqu'il s'agit, par exemple, de passer d'une vallée dans une autre, il est possible de choisir des vallons qui offrent des pentes assez douces pour recevoir, sans terrassements importants, la ligne que l'on étudie, et l'on obtient ainsi, après quelques recherches successives, l'indication du col qu'il convient de préférer.

Il ne sera pas sans importance de vérifier quelques-unes des cotes de hauteur ou altitudes portées sur les cartes du Dépôt de la guerre; nous avons eu occasion de signaler quelques-unes de ces erreurs, que le Dépôt de la guerre s'est empressé de rectifier.

Voici le moyen que nous avons employé avec succès pour vérifier sans nivellement : soit une vallée de 3e ou 4e ordre dans le fond de laquelle, en descendant, nous trouvons successivement par exemple les altitudes 186, 178, 172, tiiii, 13o. Cette série représente, en tenant compte de la dislance, les pentes successives de la petite vallée; mais si entre les altitudes i'6'6 et 130 on lisait sur la carte l'altitude 162, ou toute autre supérieure à 15.1 ou inférieure à 130, il est évident qu'elle serait entachée d'erreur. Il faut alors la signaler nu Dépôt de la guerre, qui fournira de suite la véritable altitude. Ce n'est pas seulement dans le fond des vallées que les cotes sont inscrites, c'est aussi sur les hauteurs, dans les dépressions et sur les flancs de coteaux; le procédé de vérification reste exactement le même.

Quand la direction du tracé est choisie, que les chances d'erreur sont écartées, que les pentes et rampes maximum du projet sont déterminées, on procède à la confection du

dossier de l'avant-projet, qui se compose des pièces suivantes : i" profil en long: ï" plan général; 3° mémoire explicatif et justificatif du projet, et 4° devis estimatif.

1° Profil en long. Pour dresser un profil en long au bureau, on est obligé de se procurer les calques des minutes au jj^— qUi ne sont communiqués que pour les projets ayant un but d'utilité publique et après que la demande a passé par la filière et le contrôle du ministère des travaux publics. Ces calques coûtent 160 francs par décimètre carré, soil 10 francs par kilomètre carré sur le terrain. Cette taxe est indépendante de la rétribution due au dessinateur chargé du travail et qui s'élève à 5 francs environ par décimètre carré.

On voit de suite, par ce tarif, qu'en admettant qu'il faille se procurer un calque remplissant à peu près le format administratif, c'est-à-dire en donnant au plan une hauteur de 0m,31, on arriverait a une dépense de 123 fr. 75 c. par kilomètre (1). Pour le môme prix on peut obtenir un avant-projet piqueté et nivelé sur le terrain, et représentant une supériorité assez grande sur le profil obtenu d'après les calques du Dépôt de la guerre. Cependant, il est impossible de méconnaître l'utilité de ces calques, lorsque, par suite de certaines causes, il est difficile d'opérer sur le terrain, soit dans la traversée des forêts, soit dans les pays très-accidentés, soit enfin lorsque l'avant-projet est très-urgent et que le sol est recouvert d'une épaisse couche de neige. Enfin, il est plus facile de déterminer la direction la plus économique d'un tracé à l'aide des courbes de niveau que comportent les cartes, que d'Opérer sur le terrain ainsi que nous allons bientôt avoir occasion de le démontrer.

Le profil en long avec les cartes s'obtient de la manière suivante. On sait que chaque plan horizontal de 10 mètres en, 10 mètres est représenté sur les calques au moyen d'une courbe à laquelle on a donné le nom de courbe de niveau.

Après avoir tracé la ligne projetée sur le plan, soit la ligne rouge — — du

calque (PI. 1), on relève sur cette ligne la distance correspondante à chaque passage d'une courbe de niveau à une autre, ce qui donne le relief du sol. Puis sur ce profil du sol on adapte le profil de la plate-forme du projet avec le maximum de la pente. Le profil A (PI. i) indique le tracé de la ligne rouge, et le profil B celui de la variante

bleue ; le profil C indique un troisième projet donnant les pentes de 0m,lo

par mètre sans terrassements appréciables.

On voit combien il est facile de choisir le profil en long qui présente le minimum des terrassements. On accélère beaucoup ce travail eu donnant à chaque zone qui représente l'espace compris entre deux courbes, une teinte spéciale, de cette manière on dirige son profil avec une assez grande rapidité, en le déplaçant à volonté dès que l'on aperçoit une meilleure direction. Un plan à l'échelle de ^0 ,'oou qui n'est autre que la carte ellemême, est joint au profil.

Avant-projet sur le terrain.

Arrivé sur le terrain, l'opérateur doit faire une reconnaissance générale de la ligue dont il est chargé de faire l'étude, et laisser à des points déterminés des signaux (jalons) qui lui permettront de diriger quelques jours plus tard les alignements. Avant de donner le premier coup de niveau, l'opérateur dûment autorisé fait calquer au cadastre de chaque commune le plan de toute la zone ou de toute la contrée qui environne le tracé. Cfl calque une fois fait, l'opérateur suit de nouveau sur le terrain la direction qu'il pense devoir donner à la ligne projetée, et indique sur ces calques, dont il s'est muni, remplacement probable de la ligne. Ce travail une fois fait, l'opérateur conduit un nivellement par le chemin ou le sentier le plus rapproché de la ligne, en ayant le soin de laisser

1) Les 0°>,31 de hauteur comportent trois décimètres à 160 fr. l'un 480fr.00

HL'tiibution due au dessinateur, trois décimètres à fr. l'un 15 00

Total 405 fr. 00

Ce décimètre de longueur représente i kil. sur le terrain, soit par kil. — — 123 fr. 75 par kil.

fréquemment sur les bornes, les ponceaux, les croix, les vieux murs, les seuils de portes dans les villages, etc., un nombre suffisant de repères (tracés au ciseau, à la peinture blanche et rouge, etc.).

Il est bien entendu que l'emplacement de chacun de ces repères de nivellement est soigneusement indiqué sur un carnet de croquis dont l'opérateur doit toujours être pourvu.

Profils en travers.

Sur ce nivellement longitudinal on rattache, à l'aide des plans du cadastre, un certain nombre de nivellements transversaux; suivant, soit les limites des parcelles, soit toute autre ligne portée sur le plan cadastral. Dans les vallées des fleuves et des principales rivières, la première condition à suivre pour un tracé est de placer la plate-forme de terrassements au-dessus du niveau des hautes-eaux.

Cette première condition permet, de prime abord, de voir à peu près partout la distance à laquelle la ligne projetée doit se tenir du coure d'eau de la vallée. Les habitants de* campagnes d'un certain âge pourront donner à l'opérateur des renseignements assez certains (sauf vérification par nivellement, en cas de doute) pour que l'on puisse de suite indiquer sur le cadastre la zone submergée.

Les profils transversaux devront pénétrer le moins possible dans la partie de la vallée qui peut être submergée lors des hautes-eaux et ils devront s'étendre à 100 ou 130 mètres, selon que le coteau au pied duquel ils seront établis présentera une déclivité plus ou moins prononcée.

Ainsi lorsque la pente des collines atteint 0,2b ou 0,30 par mètre, on conçoit qu'un profil transversal est très-suffisant a oO mètres de distance. Dans les parties moins accidentées un profil de 100 ou liiO mètres nous a paru généralement suffisant. Il va sans dire qu'il n'est guère possible de fixer à l'avance ni le nombre, ni l'emplacement des profils transversaux.

Le nombre de ces proflls varie suivant les accidents du terrain, mais on peut, en moyenne, compter dix profils par kilomètre, et obtenir ainsi un plan coté suffisamment complet.

Nous verrons plus loin (page 22) comment on lève rapidement les courbes de niveau.

Les lignes d'opération et les principales cotes de ce plan doivent être reportées sur un calque du plan d'ensemble du cadastre, qui est à l'échelle de ïgTôôô-

A l'aide des plans d'ensemble réunis des diverses communes suffisamment cotés, il est possible d'indiquer immédiatement quel est le projet qui se présente avec le moins de terrassements et quelles sont les courbes qu'il faut introduire pour atteindre ce résultat.

Une fois ce travail achevé, l'opérateur reporte ce projet aussi exactement que possible sur le plan cadastral, de manière à fixer approximativement la direction des alignements et l'emplacement des sommets d'angles.

A partir de ce moment, il est d'usage que l'Ingénieur chargé de ces études entre en relations avec les Ingénieurs des Ponts et Chaussées, de la Navigation, du Service hydraulique, les Agents voyers, le Génie militaire (lorsque le projet se trouve dans 1rs zones de frontières ou près d'une place forte), le Conservateur des forêts (lorsque la ligne traverse les forêts de l'État), et tout d'abord avec les Maires des communes traversées. Ces autorités reçoivent communication officieuse du plan, et émettent verbalement leur avis sur les modifications de tracé qu'il y aurait lieu quelquefois d'apporter. Après cette communication et en tenant compte des avis dont elle a été l'objet, on procède au piquetage de l'avant-projct sur le terrain, puis au nivellement en long définitif, avec profils en travers dans quelques jMirtics difficiles, où se rencontreraient des terrassements importants que le profil en long ne peut indiquer.

C'est à l'aide des documents obtenus que l'on compose le dossier de l'avant-projet,

lequel doit être joint à la demande en concession, et doit aussi être soumis aux enquêtes conformément à la loi du 3 mai 1841; dn reste un chapitre spécial sera consacré aux formalités administratives qui doivent être remplies par le concessionnaire, depuis le moment de la demande en concession jusqu'au jour où il reçoit l'autorisation de la mise en exploitation.