PROCÉDÉS EXPÉRIMENTÉS
Divers procédés ont été expérimentés par les Compagnies de chemins de fer, pour prolonger la durée des traverses.
Le premier date de 1846 ; il consistait en une peinture à la glu marine : appliqué a 120,000 tr& verses, ce procédé n'a pas donné de résultat satisfaisant, car on emprisonne évidemment les germes de destruction intérieurs sous la surface revêtue.
Le second date de la ligne do Calais et de Dunkerque, et de Creil à Saint-Quentin. Les traverses étaient trempées dans un bain de sulfate de cuivre à la température de 70°. Ce procédé a dû être également abandonné, les bois étant détériorés, à peu de chose près, aussi rapidement que s'ils n'eussent subi aucune préparation. (Même motif, et en outre, délavage du sel à la surface.)
Le troisième, désigné sous le nom de Payn, a été expérimenté vers la même époque, concurremment avec le précédent, pour une partie des traverses nécessaires à l'établissement de la ligne de Creil à Saint-Quentin. Il consiste à injecter dans le bois, à l'aide de l'appareil Bethell, deux solutions successives, l'une de sulfure de baryum, et l'autre de sulfate de fer. Ce procédé, appliqué avec soin, présentait quelques avantages sur les deux premiers, mais il est très-coûteux.
Quatrième procédé. — Un peu plus tard, les traverses du système Pouillet, employées sur une partie de la ligne de Saint-Quentin à Erquelines, ont été préalablement enduites d'un composé de goudron, de poix-résine et d'essence de térébenthine (toujours la surface).
Le cinquième procédé, celui de M. Hetuell, qui consiste en une injection de créosote
brute (produit de la distillation du goudron des usines à gaz) dans le tissu ligneux, par une pression en vase clos, après l'expulsion de l'air, a été employé à La Chapelle pendant les années 1855, 185(> et 4857, pour la préparation d'environ 100,000 traverses Pouillet.
Le sixième, imaginé par le docteur Boucherie, consiste à remplacer la sève, qui est pour les bois abattus une cause de destruction, par un liquide conservateur, le sulfate de cuivre.
Ce système, qui attaque le mal dans sa source, est évidemment plus efficace que les précédents.
Le septième, ou procédé Légé, tient à la fois de la méthode Bethell par l'appareil d'introduction.
L application du procédé Boucherie a été faite sur une grande échelle par la Compagnie du Nord : cet exemple a été depuis suivi par d'autres Compagnies de chemins de fer. Nous nous attacherons donc, tout particulièrement, à ce mode de préparation et nous dirons ensuite quelques mots sur le procédé Légé.
Procédé Boucherie.
Installation du chantier de préparation. — Le terrain choisi pour l'installation d'un chantier de préparation doit être disposé suivant une pente régulière de trois à quatre millimètres par mètre, suivant laquelle sont établies parallèlement deux rigoles en bois, adossées extérieurement à deux longrines destinées a supporter par leurs extrémités les billes à injecter.
Ces rigoles communiquent, au moyen de l'inclinaison du chantier, à un réservoir commun placé au point le plus bas; elles doivent être écartées l'une de l'autre de o^lO a 5m,20, dislance correspondante à la longueur des billes mises en préparation.
Au-dessus du réservoir commun, a une hauteur de 8 à 10 mètres, est installée une autre cuve dans la partie inférieure de laquelle est fixée une conduite en plomb qui amène, dès qu'on ouvre un robinet, le liquide conservateur entre les deux rigoles précitées. Cette conduite a des prises ménagées de 0m,80 en 0m,80, correspondant à l'espacement qu'il doit y avoir entre les axes des billes consécutives. La capacité des cuves supérieure et inférieure est naturellement proportionnée au nombre de pièces à injecter en môme temps.
Disposition des bois sur te chantier de préparation. — Le chantier ainsi établi, les bois destinés aux traverses de chemin de fer sont, autant que possible, coupés par billes de om,10 à 5m,20, ainsi qu'il a été dit plus haut, c'est-à-dire suivant une longueur égale à celle de deux traverses. Ces billes sont amenées et calées sur les longrines ou supports, de telle sorte que les extrémités de chacune d'elles soient placées immédiatement au-dessus des rigoles.
Ces dispositions étant prises, ou fait, à la scie, perpendiculairement à l'axe des billes et dans le milieu de leur longueur, une section égale aux 9/10 environ de leur diamètre. Chacune des billes est alors soulevée par son milieu et, dans la section ainsi entr'ouverte, on introduit, tout à fait au bord, une corde de chanvre amincie par les deux bouts; puis on laisse redescendre la bille qui, reposant exclusivement par ses deux extrémités sur les longrines contiguës aux rigoles, exerce par son propre poids une pression sur la corde et ferme hermétiquement la section, tout en laissant cependant, entre ses deux parois, un intervalle libre de plusieurs millimètres.
On pratique ensuite, à l'aide d'une tarière, sur le dessus de chaque bille et à 8 centimètres environ du trait de scie, un trou oblique qui va rejoindre la section transversale a 10 centimètres plus bas.
On introduit dans ce trou une robignolc en bois ajustée à l'extrémité d'un tube en caoutchouc fixé lui-même au conduit principal placé, suivant l'axe du chantier, sur une rigole spéciale.
Injection. — On ouvre alors le robinet de la cuve supérieure, et l'infiltration commence simultanément dans chaque moitié des billes, en sens contraire. La sève s'écoule à chaque extrémité, poussée par le sulfate de cuivre, qui bientôt s'écoule à son tour, plus ou moins
allai Mi. On laisse continuer cette infiltration durant quarante-huit heures environ, temps pendant lequel il a du passer au travers du tissu ligneux un volume de liquide à peu près égal à trois fois le volume du bois.
Ce liquide môle de sève est amené, par les rigoles extrêmes, dans le réservoir commun placé en contre-bas du sol, pour être ensuite remonté, au moyen d'une pompe, dans la cuve supérieure, après une addition de sulfate de cuivre, destinée à rétablir le degré de la solution.
Les traverses cubant en moyenne 0m,086 peuvent contenir 75 grammes de sulfate.
Un stère de bois préparé peut fournir dix traverses. Une partie des déchets est utilisée pour la confection des clôtures des stations, et pour les piquets des clôtures ordinaires ou treillage.
Vérification de la pvépara'ion. — Le résultat de la préparation est constaté au moyen d'un réactif composé de 90 grammes de cyano-ferrure de potassium, dissous dans un litre d'eau, que l'on étend avec un pinceau sur la surface des traverses. Les pièces ne sont réputées bien préparées que lorsque le réactif donne une coloration rouge.
Dispositions spéciales aux billes de faibles longueurs. — Il arrive parfois que les billes à injecter n'ont que la longueur d'une traverse, c'est-à-dire 2m,60 environ. Dans ce cas, le trait de scie est remplacé par un plateau circulaire ou polygonal, au centre duquel s'engage un boulon fdeté d'un pas de vis à bois. On pratique dans l'axe de la bille un trou de tarière, pour faciliter l'entrée de la vis, et, lorsqu'il ne reste plus entre le plateau et la bille qu'un intervalle d'un centimètre environ, on introduit tout autour une corde de chanvre de grosseur uniforme; puis on serre à l'aide du boulon, de manière à rendre élanche le joint circulaire.
Un trou oblique préalablement pratiqué, soit sur le dessus de la bille, soit au travers du plateau, permet d'introduire la dissolution de sulfate de cuivre de la même manière que dans la préparation des billes correspondant à la longueur de deux traverses.
Inconvénients des bois de fortes dimensions. — Lorsque les billes atteignent un certain diamètre, la préparation devient plus longue et plus difficile. Il arrive souvent qu'on est obligé de retourner les billes et de leur faire subir une dernière injection en sens inverse de la première. L'opération peut alors durer huit à dix jours, quelquefois plus; et cependant la quantité du liquide qui aura dû traverser le bois, ne dépassera pas plus de deux à trois fois le volume des billes.
La double opération est aussi nécessaire quand les fibres du bois sont serrées et que, par cela même, le liquide ne peut passer que difficilement.
La densité du bois étant plus grande au centre qu'au pourtour, et celte différence étant d'autant plus sensible que les billes sont plus grosses, on conçoit en effet que le passage du liquide conservateur éprouve une résistance de plus en plus grande au fur et à mesure que le diamètre augmente. L'inliltration ne s'eflectuant alors que très-lentement, la quantité de liquide écoulée sera relativement moins considérable que dans la préparation des billes de grosseur ordinaire, c'est-à-dire deOm,30 à 0m,40 de diamètre.
En thèse générale, les pièces de bois se préparent d'autant plus vite qu'elles ont moins de longueur et que le liquide y arrive sous une plus forte pression. On estime que la vitesse du liquide à travers le bois est en raison inverse du carré de la longueur de la bille. Cette formule n'a du reste rien d'absolu; elle doit évidemment varier suivant la grosseur des billes et la texture des tissus ligneux.
Essences des bois préparés. — Les bois préparés d'après le procédé Boucherie et qui ont été employés sur le réseau du Nord sont d'essence de hêtre, de charme, de bouleau et de pin, mais principalement des deux premières, que l'on trouve plus facilement et en plus grandes quantités dans un certain rayon de chemin de fer, et qui d'ailleurs sont plus propres, en raison de leur dureté, à résister sons les coussinets et sous les rails.
Prix de revient. — Le prix de revient de la préparation est de 14 à 15 francs par mètre cube de bois, pouvant produire dix traverses; soit pour une traverse t',40 à if,50 cent.
Un kilomètre de simple voie exigeant H67 traverses (7 traverses par longueur de rail
de 6 mètres), la dépense occasionnée par l'emploi du moyen de conservation peut donc C-tre évaluée à 1,700 francs environ par kilomètre de simple voie.
Il y a lieu de remarquer, toutefois, que cette dépense ne constitue pas une augmentation sur le prix des traverses en chêne. La Compagnie du Nord paye en effet, dans les deux cas, les traverses 6 francs pièce, rendues sur les principaux dépôts.
La préparation permet ainsi d'admettre des bois d'essences tendres qui seraient certainement délaissés, si l'on n'était parvenu à les préserver d'une prompte décomposition.
Nombre des traverses exploitées. — Le nombre de traverses préparées par le procédé Boucberie et employées par la Compagnie du Nord, depuis 1846 jusqu'au 31 décembre 1837, a été d'environ 710,000
Celui des traverses fournies ou à fournir, par suite des marchés passés en vue de la substitution de la ligne d'Amiens à Boulogne et de la construction des lignes concédées par le décret du 26 juin 1857, peut être évalué à environ. 600,000
Total 1,310,000
Résultat des expériences. — L'efficacité du procédé Boucherie a pu être constatée d'une manière complète en 1837, lors de la consolidation des voies de la ligne de Creil a Saint- Quentin. Cette consolidation, qui consistait dans l'éclissage des rails et l'addition d'un nouveau support par longueur de rail de 4m,30 ou 5 mètres, a permis de visiter avec soin toutes les traverses préparées, et on a reconnu que, lorsque la préparation était complète, les bois n'avaient subi aucune altération.
Un grand nombre de traverses incomplètement préparées ont dû être, il est vrai, remplacées. Ces faits semblent attester, d'une part, l'inexpérience des agents, et d'autre part, l'imperfection des procédés et des moyens de vérification employés à l'époque des premières livraisons.
Procédé Légé et Fleuby.
Description des appareils. — Par ce procédé, différent de ceux qui ont été pratiqués pour la préparation au sulfate de cuivre, les bois sont traités en vase clos, en faisant successivement agir le vide et une forte pression mécanique.
L'appareil de MM. Légé et Fleury se compose :
1° D'un cylindre en cuivre de 12 mètres de longueur et de lm,60 de diamètre, terminé à un bout par une calotte spbériquc rivée au corps du cylindre, et à l'autre bout par une cornière contre laquelle vient se fixer, par des mâchoires à vis de pression, un fond légèrement bombé ;
2° De chariots roulants avec essieux et roues en cuivre, sur lesquels on charge les bois à préparer;
3° D'une locomobile de la force de dix à douze chevaux, servant de générateur pour la vapeur qui doit être injectée dans le cylindre, et de moteur pour les pompes à air et à injection.
Courant de vapeur. — Quand le cylindre est chargé de bois, et le couvercle hermétiquement fermé, on fait passer un courant de vapeur pour échauffer le bois et chasser l'air renfermé dans l'appareil. La vapeur traverse, en sortaut du cylindre, un serpentin plongé dans la cuve et échauffe la dissolution du sulfate de cuivre. Cette partie de l'opération dure environ quinze minutes.
Dès que la vapeur sort sans entraîner des matières étrangères, on ferme les robinets, et on met le cylindre en communication avec un condenseur dans lequel on fait arriver un courant d'eau froide qu'on évacue avec une des pompes à air placées sur la locomobile ; puis on fait le vide à la pression de 0m,03 et 0m,06 de mercure, et on le maintient pendant un quart d'heure environ.
Introduction de la dissolution. — C'est alors qu'on ouvre le robinet de la conduite qui fait communiquer le cylindre avec la dissolution de sulfate de cuivre.
Cette dissolution contient deux kilogrammes de sulfate de cuivre pour 100 litres d'eau ;
elle est à une température de 40 à 45 degrés centigrades; elle est d'abord introduite naturellement dans le cylindre, dont on complète le remplissage par une pompe foulante qui élève et maintient la pression à douze atmosphères.
Cette partie de l'opération dure une demi-heure environ ; il ne reste plus ensuite qu'A ouvrir le cylindre pour retirer les chariots.
Il résulte des expériences qui ont été faites pour constater les quantités de liquide introduites dans les bois de différentes natures, que l'augmentation du poids par kilogramme de bois a varié entre 0k,83 pour le charme, et 0k,2i pour le chêne.
On a également reconnu qu'après l'injection de la vapeur d'eau, le bois destiné à être préparé n'avait subi qu'une augmentation de poids de 2.4 p. 100. Cette faible quantité ne peut influer d'une manière sensible sur les augmentations de poids attribuées, dans les tableaux d'expériences, à la dissolution du sulfate de cuivre.
Opinion de M. de Uennezel, ingénieur en chef des mines, sur ce mode de préparotion. — Les principaux avantages que présenterait le procédé de MM. Légé et Fleury sont résumés dans le rapport de M. de Hennezel, qui a fait dans le département de la Sarthe de nombreuses et intéressantes expériences sur ce mode de préparation :
1° Il produit une pénétration plus complète que le procédé Boucherie, oh la dissolution est employée, sous une faible pression et à froid.
2° Il permet de préparer les bois très-rapidement en toute saison et longtemps après l'abatage; d'où résultent des facilités et de l'économie pour des livraisons importantes ou régulières ; tandis que la filtration par déplacement ne peut avoir lieu qu'à une époque très-rapprochée.
3° Il s'applique aussi bien aux bois débités qu'aux bois en grume. Outre que ce mode d'opérer est plus efficace, il fait économiser la préparation de la notable proportion de bois (au moins un quart du volume) que l'équarrissage et la façon font passer dans les déchets, ainsi que certaines pièces saines a l'extérieur et que des défauts intérieurs font rejeter lorsque le débitage les a mis à nu.
Il fait éviter la difficulté, et par conséquent l'augmentation de dépense, que présente le bois préparé et la prompte destruction d'outils que ce travail occasionne. Il convient à la préparation des bois destinés aux usages les plus variés et pour lesquels le procédé de M. Boucherie n'est pas ou n'est que très-difficilement applicable : tels sont les bois de charpente de toute espèce, les bois des mines, certains bois de menuiserie, les pieux, les parquets de toute forme, etc.
4" Au moyen des dispositions adoptées par MM. Légé et Fleury, leur procédé, comparé à celui de M. Boucherie, donne une économie de plus de 40 p. 100.
Opinion de M. Vésignié, ingénieur de la marine. — Dans un rapport adressé à son administration, M. Vésignié, ingénieur de la marine, a ainsi résumé les résultats généraux de ses expériences.
Dans tous les bois, quelle que soit leur nature, l'aubier est injecté d'une manière complète; les entre-écorces, les parties mortes ou desséchées sur pied, en un mot, toutes les parties dans lesquelles la sève avait cessé de circuler, résistent ù l'injection d'une manière absolue.
Les parties échauffées ou gâtées s'imprègnent d'une plus grande quantité do liquide que le bon bois.
Les bois de coupe fraîche, ou plus généralement les bois humides,' que cette humidité provienne des liquides séreux ou des causes étrangères à la végétation, absorbent beaucoup moins de liqueur, par mètre cube, que les bois secs; l'injection y est toujours incomplète et trôs-irrégulière.
Enfin la liqueur ne pénètre guère qu'en suivant le fil du bois, et ne pénètre jamais transversalement d'une couche annuelle à sa voisine, si ce n'est dans les couches d'aubier les plus tendres.
DBS (III'.MINS DE FER ÉCONOMIQUES. 395
Prix de revient. — D'après M. Vésignié, les dépenses de préparation par le procédé Légé el Fleury pourraient être évaluées de la manière suivante :
12 hommes à la charge et à la décharge, injectant par jour 60 mètres cuhes de hois (environ 700 traverses), payés à raison
de 3 fr. l'un 30
1 chauffeur 5
1 chef de chantier 6
Chauffage et entretien de la machine '. 25
Sulfate de cuivre, 360 kilogrammes (0 kilogrammes par mètre
cube) à 1 fr. 30 le kilogramme 434
Amortissement en dix ans, à 5 p. 100, d'une somme de 60,000 fr. représentant la valeur des appareils 23
Total 529 fr.
Soit, par mètre cube, 8 fr. 71, ou en nombre rond 9 francs, et par traverse 0 fr. 77, d'où résulterait une économie de près de 50 p. 100 sur le procédé Boucherie.
Sans discuter autrement la valeur du procédé de MM. Légé et Fleury, nous pensons qu'on a pu exagérer les avantages qu'il présente sur le procédé de M. Boucherie.
II est vrai que l'injection en vase clos est beaucoup plus expéditive et qu'elle peut s'appliquer en toute saison et à des bois abattus depuis longtemps; mais il ne faut pas perdre de vue que les appareils nécessaires à la préparation par simple déplacement sont peu dispendieux ; que l'on peut, par suite, moyennant une somme relativement faible, agrandir les chantiers, ou en installer de nouveaux, soit dans la forêt, soit sur un point voisin, et préparer ainsi les bois au fur et à mesure de l'abatage ; tandis que par le procédé Légé et Fleury, l'injection est toujours incomplète et très-irrégulière, lorsqu'elle s'applique à des bois humides ou de coupe fraîche.
Nous croyons aussi que le débit des billes, après l'injection, n'exerce pas sur les scies et autres outils une action destructive sensiblement plus grande que s'il avait lieu avant l'injection, et qu'il n'y a pas à en tenir compte.
L'objection relative aux déchets perd de son importance, si l'on considère que les Compagnies de chemin de fer, et notamment celle du Nord, acceptent des traverses demirondes. D'ailleurs, si la destination des bois rend l'équarrissage nécessaire, il est toujours facile d'utiliser, en confection de coins ou de piquets de clôtures, les déchets provenant de cet équarrissage .
Le débit des bois, après l'injection, exonère les Compagnies de toute surveillance ; il permet aux agents réceptionnaires de s'assurer si la pénétration est complète. Il n'en est pas de même du procédé Légé, qui met les Compagnies dans la nécessité de faire surveiller t l'ès-activement les dosages et les diverses phases de chaque opération, et d'imposer eu outre aux préparateurs cette condition, que, dans chaque opération, il sera introduit au moins deux pièces de bois, l'une de longueur double et l'autre d'épaisseur double des autres, pour que l'on puisse, par le sciage, s'assurer si l'imprégnation ne laisse rien à désirer.
Comparaison entre les prix. — La comparaison des prix de revient des deux modes de préparation accorde au procédé Légé une économie qui, selon nous, ne doit être admise qu'avec réserve. Il y a lieu de remarquer, en effet, que le chiffre de 15 francs, représentant le prix de la préparation Boucherie, comprend le droit de brevet. Si nos renseignements sont exacts, ce droit serait de 3 fr. par mètre cube.
Dans le sous-détail de la préparation Légé, il n'a pas été fait mention d'une subvention analogue qui devra, le plus généralement, être ajoutée au prix de 9 fr. indiqué juir M. l'ingénieur Vésignié.
Il parait donc certain que la différence qui existe entre les dépenses afférentes à chacune des deux préparations est beaucoup moins grande qu'on ne l'avait d'abord supposé.
l'.ette opinion serait d'ailleurs justifiée par deux commandes faites tout récemment par la Compagnie du Nord à M. Tattegrain, à Amiens, qui a installé un chantier pour l'application du procédé Légé, et qui, malgré l'intérêt évident qu'il avait à faire adopter ce mode de préparation, n'a pu s'engager à fournir des bois à un prix inférieur à celui demandé par les concessionnaires du procédé Boucherie.
La première de ces commandes était de 50 mètres cubes de bois de grandes dimensions, ]K)ur changements et croisements de voies, à raison de 90 fr. le mètre cube.
La seconde est de 10,000 traverses à fournir au prix de 5 fr. 70 pièce, prises à Amiens.
Détérioration des traverses par suite du contact des fers. — Nous compléterons nos observations sur la préparation et l'emploi des bois préparés, en signalant une remarque qui a été faite par les agents du service d'entretien : on a constaté que des traverses préparées au sulfate de cuivre s'étaient détériorées a l'emplacement du sabotage, et que des remplacements avaient du avoir lieu, bien que ces traverses ne fussent en service que depuis quelques années seulement.
Cette détérioration, qui se manifeste tout particulièrement sur les fibres du bois corresl>ondant aux chevillettes et aux crampons, paraît devoir être attribuée au contact du fer avec la préparation.
Afin de remédier à cet inconvénient, la Compagnie a prescrit à tous les agents de n'employer, à l'avenir, aucune traverse en bois préparé sans qu'au préalable les entailles laites pour le sabotage, et plus spécialement encore les trous destinés à recevoir les chevillettes, tire-fonds ou crampons n'aient été goudronnés avec le plus grand soin. Ce goudronnage doit être fait, autant que possible, sur des surfaces sèches, et par conséquent quelque temps après l'entaille et le perçage.
Nous devons, en terminant, exprimer notre vive reconnaissance envers M. Alquié, ingénieur du matériel des voies du chemin de fer du Nord, qui a bien voulu mettre a notre disposition tous les documents qui nous étaient nécessaires, et remercier MM. Dutro et Daullé, conducteurs des ponts et chaussées attachés au service du contrôle, ainsi que M. Poulet, inspecteur du matériel des voies, qui, par leur concours, ont contribué à l'intérêt que peut présenter ce travail.
g 4. — DE LA DURÉE DU MATÉRIEL DE LA VOIE.
La valeur kilométrique du matériel d'une voie ordinaire est actuellement d'environ 25 .000 fr.
Celle du matériel usé est de 9.500
La différence du coût de la voie neuve et de celui dé la voie hors de service , dont il y a lieu d'effectuer
l'amortissement, est donc de 15.500 fr.
C'est-à-dire qu'étant donnée une voie qui devra être renouvelée au bout d'un certain nombre d'années exprimé par «, il faudra, à la fin de cette période, avoir reconstitué un capital de 15,500 fr. équivalant à la dépréciation de la voie. En admettant que cette reconstitution doit être faite au moyen d'une annuité a, M. Rancès a dressé le tableau que voici, en donnant à n des valeurs successives depuis 10 ans jusqu'à 25 ans et en capitalisant à 5 p. f 00 par an.
La formule qui donne la valeur de a est
(I +r) "-' n IV
ouP=« ,,„„« = ___
P étant le capital à amortir,
I» le taux de l'intérêt de I fr, par an et n le nombre d'années de la période.
NOMBRE
