CHAPITRE Yll

DBSCRIPTIOX

En général, la voie des chemins de fer se compose de rails en fer, en bois el fer ou en fonte, fixés directement, ou par rintermédiaire de pièces en fonte, sur des traverses en bois ou des dés en pierre.

Les traverses

sont des pièces de bois posées perpendiculairement aux rails et qui supportent les rails ((ig. 114). On lésa employées sur les chemins établis déjà vers le milieu du dix-septième siècle près de Newcastle.

Les dés sont des pierres de forme prismatique à base carrée, posées sous chacune des (iles de rails (iig. 115).

On s'est servi de dés pour la première fois en 1797.

JL

Fig. llb.

Les traverses doivent toujours être employées de préférence aux I 30

M ernussoErr M u

Aà^tmlt% Xenmtm et ftwMm, pmrt fv U rtau, €i. fmr unit, TdbàuKtmmi if* wmà kum fhu fèâU 4e tdatr nr rair ^mû tmefiMemf it% i/Â. $«r le cfeoM 4e ] avait ffmatà^ b fwle de se ier^v Je < t^i^)0A nmpbo^r bientôt par de» tn^cnc».

Dan» le§ \ivofàika, «m potse ks %6fe» fie fer laBlét car dc<. Uolôl ^r trarene». L'mmgt ies îrmw€na ai rfpemdmii Ê^^ma- 4'kai em Frmmce et en Angleterre freafÊt gèmérml, WÊéwÊt mi In terrahu les fbu rnutmmts. Ln molîfi de b fuiÊmmce q«i levfsl scindée sont que In traverse» refienl k» de«i ils ée nib d*«K ménae voie, de manière â en maintenir réeartenMBt d i en icndR letasaement moin» inégal, qu'elles sont plnsEKibsi relever qne le «lè( lorsque le» voie» s'abaissent, et ei£n qœ, si dles nonl en Im. elles jouissent d'une certaine ébsticité qui rend le inmcaicnt Je voiture» plus doux, cirauistance qui est favorable à la conaervatioii flu matfrrif-l et diminue b fatigue des voyageurs.

Xou» liions toutefois ce qui suit dans rinstruction povr b con- ^ruclion de» chemins de fer bavarois déjà citée :

« Les craintes qu'on avait autrefois que les dés en pierre ne noimmni à la conservation du matériel roulant et des rails ne se sont trouvée» nullement fopdées pour un matériel roulant dont Tentretien a été reconnu identique sur les parties de voie posées surdê^ en pierre ou sur traverses en bois. L'usure des rails, an contraire. a été reconnue plus grande sur les dé» en pierre, aussi longtemps i|iic h;» joints des rails se trouvaient réunis par des coussinets fixé> sur des dés au moyen de chevilles en bois. Les coussinets de joint» éliint complètement abandonnés dans les constructions neuves et Hc trouvant même peu à peu remplacés par des éclisses à com'iéres dans loM voies anciennes, rien ne s'oppose à l'emploi des dés en pierre; pour supporter les joints. Dans l'intérêt de la conservation des rails, ou n'a jamais craint d'employer les dés eu pierre comme •^uppoiisiiileruiédiaires. Avec les éclisses à cornières on peut donc liiirdiuîeut se servir de dés, même pour supiwrls de joints, quel <|ue soit le prolil du rail, soit avec, soit sans coussinets.

« Quanta la nature des pierres employées pour dé;?, on a reconnu

RAILS KT ACCESSOIBES. 407

une grande supériorité au granit; mais, pour économiser les frais de transport, on emploiera à l'avenir , et à titre d*essai, d'autres pierres duras, notamment un se servira du grès dans les vallées inrérieurcs du Mein et de la Nagelflue dans l'Algaû.

« On renoncera à Tusage des dés eu pierre dans l'intérieur des stations, sur les travaux d'art ayant au-dessus de la chape une couche de terre moindre de 0™,90, et dans les parties de voies qui sont mal asséchées. »

Sur des chemins en AUemague autres que les chemins bavarois, un se sert également de dés en pierre, mais dans certains cas particuliers. Voici ce que nous lisons dans un des meilleurs ouvrages écrits en Allemagne sur la construction, celui de M. Becker, ingénieur et professeur à 1 école polytechnique de Garlsruhe ^ :

a On conseille d'employer des dés eu pierre sur les nouvelles lignes à construire, mais seulement dans le cas où la chaussée repose sur le terrain solide.

<x On ne doit employer des dés sur les remblais que lorsque ces remblais sont faits depuis cinq ans au moins.

a Dans les courbes d'un rayon inférieur à 800 mètres les des en pierres doivent, aux joints et au moins une fois au milieu de la longueur des rails, être réunis par des traverses, de façon que la largeur de la voie ne puisse être altérée. Cette liaison des deux filrs de rails cesse d'être nécessaire dans les courbes de plus grand diamètre et dans les parties rectilignes, pourvu que les dés aient l'inclinaison de la voie et soient maintenus latéralement par un lit de ballast convenablement bourré.

o II faut toujours interposer entre la voie proprement dite et les dés en pierre une substance élastique.

<i Le lit de ballast sous les dés en pierre, aussi bien que sous les traverses en bois, doit avoir de 20 à 25 centimètres d'épaisseur au moins, o

En Bavière, on a essayé dilTérents corps élastiques comme intermédiaires entre les coussinets et les dés. Le feutre goudronné^ pri*

* Der Sirassen uud Eiseubahnbau iu seinem ganzen Utiifatige luid mit bewndeltsr HQcksicbtauf die ncucsten GonstrocUonen, tod M. Decker. StuUgari, 1856

4<ft ÉTABLlSSaE5T K Là XÙBL

mitiTemenl emplofé, a été reconnu trop dcMiMiihle, snioal depuis qu'il a été lÎTré à boa marché. Des pbnchrtlBa de moi» de 10 milliaictreâ d'épaisseur ne oonneniienl pas, qneUe que soit b nalure du bois. A cette éiaisseur, le hêtre bbnc seul a résilié, et encore falbil-il que les planchettes fussent UHriqnées en bob parfaîiemenl sain et sec, droit de fil et sans nonids et â fibres serrés, et garanti de la pourriture par une préparation queloonqœ.

On a employé, à titre d'essai, des cartons serrés ayant II à 12 millimétrés d'épaisseur: ces cartons ont été goudronnes ïïmâ l'emploi, et plusieurs couches de goudron ont été appliquées suies bords dans le courant de l'année. Cette expérience lait espérer un succès complet.

Quoi qu'il ai soit de ï opinion répandue en Allemagne smr lemidoi des dés dans la construction de nouveUeslipies^ les mfamtëfa des traverses nous semblent tels, quil nous parait prudaU d'attendre le résultat des expériences commencées dans ce pagg avant de les substituer aux traverses, mime sur un terrain solide.

Nous pensons aussi que, lors même que rinstruclion pour les clieinins bavarois n'exclut pas Femploi des dés sur les terrains fraicliciiient remblayés, celle interdiction doit cire absolue.

On objecte à l'emploi des traverses en bois la nécessité où l'on se trouve de les renouveler rréquemment. C'est ce qui a conduit, comme nous le verrons plus loin, à essayer dinérenls moyens dans le but d'en augmenter la durée, ou à leur substituer, sur quelques chemin^, des traverses en fer.

Nbune dia hmîm pmmr tniTerM». — En France et en Belgique, les traverses sont, pour la plupart, en chêne, parce que ce bois est celui qui, sans être préparc, se conserve le mieux, etque, d'ailleurs, il est, dans ces deux pays, assez abondant. Depuis quelques années on Tait un grand usage, en France, de hêtre ou de pin préparé.

Kn Belgique, en Allemagne et en Angleterre, on s'est servi de sîipin ; mais, si ce bois n'est pas très- résineux, il doit être prépaK*. En Angleterre, où le chêne est rare, presque toutes les traverses sont en sapin préparé. En Suisse, on emploie le mélèze saus préparation.

Au Me\i(|ue. le chemin de l'isthme de Panama est posé sur des

.NATURE nu MÉTAL POUR LES RAILS. m

traverses en bois de gaiac. On a reconnu que sous l'influence du clinuit des tropiques les autres essences de bois pourrissent rapidement.

Fonne écm traversa. — Tantôt les traverses sont en bois équarri ; tantôt à section triangulaire, obtenue en refendant par deux traits de scie diagonaux une pièce de bois équarrie ; tantôt en rondins Tendus par le milieu à la scie et reposant sur le ballast pai* la surface plane. Dans ce dernier cas, elles portent sur le ballast par une de leurs arôtes (fig. H6).

Fig. 116.

Les traverses équarries sont préférables aux demi-rondes, parce qu'elles sont presque entièrement purgées d'aubier.

Les traverses triangulaires ont eu beaucoup de vogue en Angleterre il y a quelques années, mais on les a complètement abandonnées depuis, parce qu'elles manquent de stabilité*

Hiatus ém aiétal pour le* wmUu. — Les ruils, 8% Ce UCit dam

quelqties mines d'Allemagne et sur ceiiavis railways atix États-- Unis, oh ils sont en bois, sont aujourd*liui tous en fonte, on en fer, ou en bois et fer. La fonte, employée exdusivement jnsqnen 1815, est aujourd'hii complètement abandonnée sur les chemins à (fronde vitesse, et même sur la plupart des chemins à petite vitesse.

Le principal défaut des rails en fonte est d'être fragiles; ceux en fer ont en outre l'avantage d'être fabriqués beaucoup plus longs (0 mètres au lieu de l'^jâG), ce qui diminue le nombre des joints, et, par conséquent, des secousses qui ont lieu au passage des joints.

Quoique la fonte soit moins cbère que le fer, les rails en fonte, à résistance égale, sont plus coûteux que ceux en fer. En effet, la fonte destinée à la fabrication des rails étant de première qualité, tandis que le fer est de seconde qualité, les rails en fonio, à poids égal, coûtent presque aussi cher que ceux en fer; mais, comme les rails en fer offrent, à dimensions égales, beaucoup plus de résistance que ceux en fonte, on les fait généralement plus légers, ce qui rend ces derniers plus dispendieux.

I^e fer s'oxyde, dit-on, plus racilement que la fonte : d'où Ton concluait que les rails en fer devaient être rapidement dctmits par la rouille. L'expérience a démontré que les craintes que Ton avait n cet égard n'étaient pas fondées. Les rails étant en place sur on chemin exploité, il parait se produire des courants électriques qai on préviennent l'oxydation. Quelquefois les rails s*exfolienl; mais cela n'arrive que lorsqu'ils sont mal fabriqués, c'est-à-dire lorsque la soudure du paquet qui doit être transformé en rails est mal bite, mi lorsque ce paquet est mal composé ^

On a aussi objecté l'usure rapide du fer par le frottement. Si les rails en fonte ont l'avantage sur ceux en fer sous ce rapport, ce n*est jamais que pour les premiers temps de leur mise en service. En effet, les rails en fonte sont toujours composés d'une croûte mince extérieure fort dure et d'un noyau plus tendre; une fois la croiUe usée, le rail est promptement détruit.

On a substitué les rails en fonte à ceux en bois et fer vers Vannée

Les premiers chemins avec rails en fer furent établis, en 1810, dans les houillères de lord Carlisie en Cumberland, en même temps que d'autres avec rails en fonte. Après huit ans de service, les rails en fer étaient en meilleur état que les rails en fonte ; et, dès lors, le célèbre ingénieur Georges Stephenson émit ropinion que les rails en fer étaient préférables à ceux en fonte. Toutefois, nialgn* l'autorité de Stephenson, les rails en fer laminé eurent pendant longtemps encore de nombreux adversaires.

Les rails à bande plate, encore employés dans quelques mines et usines, sont presque toujours en fonte. La figure 117 représente la section d'une voie posée avec ces rails. Quand l'usage en était encore général , leurs formes variaient a l'infini, et ils étaient fixés, tantôt sur longuerines, tantôt sur traverses, lanlôt sur dés en pierre. On a commencé à leur sub- '^ ' stituor le mil n bandes saillantes dès l'an-

née 178U.

* Voir plus loin les iii(liration<: «îonntVs pour la roinp<wîtion des pnqnels.

FOHME DES RAILS.

Ponne écm rmiêm. — Sur les chemins de fer temporaires établis pour l*usage des travaux de terrassement ou pour le transport des matériaux, on se sert fréquemment de simples barres de fer méplat posées de champ sur des traverses dans des encoches (fig.1 i8 eti 1 9), et fixées au moyen de coins en bois. ^-^v^^

Quand les véhicules sont lourds, ce rail,

pour être* assez résis- Hg. us.

tant, deviendrait fort pesant ; d'ailleurs, il serait trop étroit et mettrait proroptement hors d'usage les roues des waggons; il fléchirait

LMBI

latéralement sous l'action des bourrelets des roues dans les courbes, ses joints se désalTleureratent trop facilement, et les rails, du côté extérieur de la courbe, se courberaient comme l'indique la fig. 120.

Fig. 120.

On a donc été conduit à élargir les rails en fer ou en fonte dans

ÉTABLISSBMENT DE U' VOIE.

leur partie supérieure, a6a que les roues pussent reposer sur une plus grande surface, et à les fixer, comme nous allons l'indiquer, sur la traverse, par Tintermédiaire de la pièce en fonte nommée coussinet ou chair, de manière à rendre le mode d'assemblage avec les traverses plus parfait. Les rails de ce genre s'appellent rmli à champignons.

Baiia * duMiplgttMM. — l^es premiers rails à champignoo. employés sur les chemins de Saint-Étienne à Lyon et de Boanne à Androzieux, avaient la forme de la figure 12i . Ije coussinet se composait d'une semelle reposant sur la traTerse et de deux saillies S et S' venues de fonte sur cette semelle (fig. 12Si. Le bourrelet placé au bas du rail se logeait d&ns une cavité semi-circulaire ménagée dans la saillie la moin< élevée, et le rail, s'appuyant sur cette saillie, était maintenu par un coin en bois C remplissant l'espace qui le séparait de l'antre saillie. Le coussinet était fixé à la traverse par des chevilles en fer.

La petite saillie du coussinet était à Tintérieur de la voie, le bourrelet des roues frottait, dans les courbes, contre la face latérale dn

M^'. IÏ1.

Fig. ifi.

champignon la pins voisino de cotte saillie, et, celle face nsoe, il n'était pas possible de retourner lo rail bont pour bout nlîn de la remplacer par la face extérieure. C'est ce qui a déterminé à ajouter un

RAILS A CHAMPIGNONS

vig. ii:^.

second bourrelet symétriquement au premier, de manière à obtenir le rail représenté figure 123. Enfin, on a fait des rails (fig. 124) dans lesquels les bourrelets sontremplacéspar un champignon absolument semblable au champignon déjà existant. Ces derniers rails peuvent non-seulement se retourner bout pour bout, ils peuvent encore se retourner sens dessus dessous. On a ainsi la faculté de substituer le champignon inférieur au champignon supérieur usé ou fatigué.

La plupart de nos grandes lignes ont été établies avec des rails à double champignon; mais il arrive que, dans ces rails, ainsi que dans ceux a simple champignon, comme Ta fort bien indiqué feu M. Léon Coste, ancien -directeur des forges de Decazeville ' et du chemin de fer de Saint-Etienne à Lyon , le métal n'est pas homogène. Celui qui compose le champignon est moins dense, moins bien épuré que celui qui forme la tige. Pour éviter ce défaut, M. Coste avait adopté , pour le chemin de Saint-Étienne, un rail d*épaisseur uniforme (fig. 125) avec bourrelets dans le haut et dans le bas; mais, comme, afin d'éviter Temploi d'une trop grande quantité de métal, il avait été obligé d'en diminuer la hauteur, le rail se trouva trop flexible, et on revint au rail à champignon.

Sur le chemin de Versailles (rive gauche), on se servit de rails à simple champignon, du même poids que ceux à double champignon, reportant la quantité de métal enlevée aux extrémités du champignon inférieur, partie en dessous du champignon supérieur, parlie le long de la fige (fig. 126). On oblinl ainsi un rail de même hauteur que le rail à double champignon, du même poids, un peu plus flexible, mais encore suffisam*

Fig. 1-24.

Fig. 12:;.

* Journal de t Industriel et du Capitaliste, année 1836. « I.c fer, dans les rails à champignons, dit M. Coste, n'est bien compriniL' que dans la partie mince du rail, mais il est reroulé dans toutes les parties arrondies et saillantes. Si on brise la barre, on remarque que la partie mince est d'un grain bien plus serré et bien plus homogène que le champignon, qui, souvent, laisse voir des portions creuses et mal soudées. »

471 ÉTAMJSSKMI^NT DE U VOK.

ment ri<!Îde, dans lequel le champignon sopérieor éUnt mieux sontena, et dont le métal, sans èlre entièrenient homogène, étail d'one Ipialité plœ nnîfomie. Ce rail, a la Tcrité, ne ponrail pas se retoamer sent deiw dessoas ; mais cet avantage est beaucoup rooios granil qu'on ne serait porté a le supposer.

Remarquons, en eflet, que lorsque, en retoumant Fif^. itc. le rail, on bit prendre au champignon snpmeor b place du champignon inférieur, ce champignon supérieur, déiMnor par le frottement, ne se loge qu'imparbitement dans le oonssiDel, H que le champignon inierieur, substitué au supérieur, est déji trè$fatigué; car le rail ne s'altère pas seulement par le frotteneBl : les barres de ter fléchissant entre les appuis au passage des eoaroîs ei se redressant ensuite, le bas soufGre autant que le haut de et double mouvement. Aussi observe-t-on que les rails retournés au bout de quelques années durent Tort peu de temps. Il a même étp constaté par M. Grenier, ingénieur principal au chemin de Strasbourg, que les rails, après six et sept ans d*usage, ne pouvaient plus être retournes sans se rompre presque immédiatement.

Le ministre des travaux publics écrivait à la Compagnie, en mai 1857, ce qui suit : c( Messieurs, les ruptures de rails sont Tnnf des causes les plus Trequentes des déraillements qui surviennent dans rexploilation des chemins de fer, et ces ruptures elles-mêmes proviennent le plus souvent de Télat de vétusté de rails que Ton a retournes après l'usure ou Tcxfoliation de Tun des champignons, a ()es accidents réitérés ont amené à penser que Topération du retournement des rails est de nature à compromettre la sûreté de la circulation des trains, et qu'il y aurait peut-être lieu de la proscrire. »

Nous Terons remarquer que les rails les plus vieux posés sur la ligne de Strasbourg n*ont cependant pas été employés pendant plu? de dix ans.

Le ministre a du reste ordonné une enquête sur la durée des rails retournés; nous en ferons connaître le résultat à la fin du second volume, s'il y a lieu.

M. Bergeron, qui a été en mémo temps ingénieur en chef des deux

RAILS A CHAMPIGNONS

chemins de fer de Versailles, rive gauche et rÎTe droite, construits la même année avec des rails du même poids, provenant de la même usine, les premiers à simple champignon et les seconds à double champignon, a constaté que ceux à simple champignon s'étaient beaucoup mieux comportés que les autres. Le mouvement a été, à dire vrai, un peu moins grand sur la rive gauche que sur la rive droite. Le fait signalé par M. Bergeron n*en est cependant pas moins tnVremarquable.

Les rails devant être introduits, quand on les renouvelle pour l'entretien de la voie, dans le coussinet de haut en bas, et non latéralement, ceux à simple champignon ont encore le mérite de permettre remploi de coussinets moins larges et par conséquent moins coûteux. On pourrait au besoin augmenter le poids du rail en y appliquant l'économie faite sur le poids du coussinet.

Quelques ingénieurs, conservant à la tige du rail à simple champignon la même épaisseur qu'à celle du rail à double champignon, et au champignon les mêmes dimensions, ont employé une partie du fer détaché du champignon inférieur à allonger cette tige, comme rindique la fig. 127. Le rail devient alors plus rigide, mais le métal n'y est pas de meilleure qualité que dans le rail à double champignon, et le champignon n'y est pas plus durable. On peut encore employer le fer enlevé au champignon inférieur en partie à renforcer la tige, en partie n améliorer le champignon (fig. 120).

On a reproché au rail à simple champignon d'être plus difficile n fabriquer que celui à deux champignons. Il résulte, en effet, de sa forme que, le refroidissement de la barre étant inégal, elle tend à se courber plus facilement que la barre symétrique ; mais on obvie aisément n cet inconvénient en prenant cortauies précautions.

Les opinions sur les avantages respectifs des rails à simple et à double champignon sont donc très-partagées^ et nous inclinons pour les premiers.

En France, on a posé le chemin d'Avignon à Marseille avec des rails à simple champignon, et l'on posera avec des rails de la même espèce toutes les nouvelles lignes du réseau de l'Est, ainsi que le

Fig. \ri.

i76 ËTABLISSEME^T DE LA Y(HE.

chemin de fer Grand-Central, les chemins piémontais cl ceax dii réseau lombardo-vcnilien.

En Allemagne, on emploie presque exclusivement un rail i nnple champignon, muni à sa partie inférieure d*une semelle au tieo de bourrelets (fig. 126) ; la semelle repose immédiatement sur les Inverses, et le rail est fixé par des crampons on avec des vis. On supprime ainsi les ooussioett Ce rail est connu sous le nom de rail améritmn et sous celui de rail à patin \

On a reproché au rail américain de se renverser dans les courbes ; on a dit aussi qu'il était '^' ^^^ plus difficile à remplacer que le rail i cham-

pignon. Des ingénieurs allemands, qui en ont bit aouvent usage, nous ont affirmé que , lorsque le patin était suffisamment large et convenablement fixé à la traverse, il conservait sa position, même dans des courbes de petit rayon, les convois marchant i une assez grande vitesse; ils nous ont également assuré qu'on enlevait très-aisément les crampons à Taide d'un appareil fort simple, de façon que le rail pouvait être remplacé en très-peu de temps.

Ce n'est qu'après avoir recueilli le témoignage de ces ingénieui^ que la compagnie de TEst s'est servie du rail à patin sur les embranchements de Strasbourg à Bâie et de Nancy à Yesoul. La compagnie du Nord a été encore plus hardie que la compagnie de l'Est en adoptant le rail à patin pour le remplacement de ses rails à double champignon, sur la voie principale, où passe un nombre considérable de convois, dont une partie marche à de très-grandes vitesses. D'après les nombreux écrits qui ont été publiés sur les mérites particuliers du rail à patin, connu sous le nom de rail Vignolles, et plus encore d'après les applications nombreuses qui en ont été faites sur la plupart des chemins allemands, on pourrait croire que la question est définitivement résolue en faveur de ce type.

Il n'en £sl pourtant pas ainsi : sur quelques lignes de l'État, en Prusse, on conserve encore le rail à double champignon symétrique, supporté par des cornières en fer faisant Toffice de mAchoires

^ i)n le (iilMgne aussi sous le nom de rail Vigiiollcs, du nom d'un in|;rnicur anglais, M. Vijjnolles, qui, le premier, a employé ce rail en Anfrieterre.

RAILS A CHAMPIGNONS. 477

de coussinets, et, sur la ligne bavaroise d'Aschaflenbourg à Bamberg,on a posé récemment une voie avec rails à deux champignons inégaux analogues à ceux de la ligne de Paris à Mulhouse.

Quelques ingénieurs allemands même, contrairement à Topinion de la majorité de leurs collègues, pensent qu'on reviendra au rail à double champignon par les raisons suivantes :

1'' La fabrication de ce rail «st beaucoup plus simple, et, par suite, moins coûteuse que celle du rail à patin ;

2^ La pose de la voie avec le rail à double champignon est infiniment plus facile, plus expéditive;

S"" En cas de rupture d*un rail, le remplacement avec le rail à champignon peut se faire presque instantanément;

4*" Si Tun des champignons est usé, l'autre peut faire encore un long service ;

5^ Monté sur coussinets en fonte, il permet d'enfouir les traverses profondément dans le sol, ce qui tend à consolider Fensemble de la voie tout en conservant le bois pendant un laps de temps plus long qu'en le laissant exposé à Tair;

6** Monté avec les cornières en fer, il présente tous les avantages du rail à patin sans en avoir les inconvénients;

7" 11 n'oblige pas d'employer pour sa fixation sur les traverses des crampons dont la solidité d'attache n est jamais parfaite. Lorsque ces crampons s'ébranlent, il faut percer d'autres trous, ce qui, au bout de quelque temps, compromet la résistance de la traverse, (|ui pourrit beaucoup plus vite.

Le rédacteur de l'instruction sur les chemins bavarois s'exprime de la manière suivante sur les avantages respectifs des rails à coussinets et des rails à base large (rails à patin) :

« Deux systèmes de rails ont été principalement employés jusqu'à ce jour, les rails à coussinets et les rails à base large ; l'expérience n'a pas prouvé de supériorité absolue en faveur de Tun ou .de l'autre système, quand on peut se servir de traverses de bois de r essence voulue.

« La simplicité du système de voies et les dépenses moindres de

' Ce fait est, avons-nous dit plus haut, Irès-contesté.

premier établissement parlent en faveur des rails à baie large. Une sécurité plus grande et probablement une durée plus grande des rails recommandent le rail à coussinets.

« Avec des dés en pierre de bonne qualité, les raHs à base large méritent la préférence , puisqu'ils reposent sur une suiiaœ pi» grande.

A Quand on n'a pas uniquement des traversesen chêne à sa disfiosilion, et qu'on est forcé de se servir du pin résineux pour trav^aes intermédiaires, les rails à base large présentent une sécurité ivS- Ksantcsi Ton a soin, l"" d'employer des éclisses à cornières pour faire les joints ; 2^ d'intercaler une traverse en plus par longueur de rail dans les courbes ayant moins de 440 mètres de rayon, el 5*^ enfin si l'on a soin de garnir de platines eu tôles au moin:» trois traverses par longueur de rail dans les courbes extérieur» ayant moins de 580 mètres de rayon ; le tout dans la supposition que les rails ne soient pas fixés avec des chevilles en spirales, niais$ avec des chevilles rectangulaires à crochets.

« Quand on se trouve forcé de se servir uniquement de traverser en pin ou en sapin, on fait bien de donner la préférence au systcœe de rails avec coussinets. »

Constatons toutefois que le rdl à patin , adopté sur la p/tipoit des chemins allemands , sur un grand nombre de chemifis de fer en Amérique, et sur tous les chemins suisses, commetice à être employé en France sur une grande échelle.

Les ingénieurs ne sont pas encore fixés sur la forme et sur les dimensions qu'il convient d*adopter pour ce rail.

Dans les rails les plus nouveaux, on a rendu l'épaulement du champignon horizontal, de telle sorte que celui-ci affecte une forme (|uasi-rectangulaire. On facilite ainsi, comme nous le verrons plus loin, la consolidation des joints.

Au chemin du Nord le champignon n'est pas entièrement plat audessous, il est légèrement incliné, en sorte que l'éclisse le louche par une surface plane. On a ménagé sur lepatni une surface plane de même inclinaison. L'éclisse est alors symétrique, ce qui en facilite beaucoup la pose.

Dans Torigine, on a donné à la surface de roulement des rails la

RAILS A CHAMPIGNONS. .i79

forme convexe. Plus tard, on a aplali cette surface, pensant i|u'en augmentant ainsi la largeur du contact entre la roue et le rail, on diminuerait Tusure du rail. Mais on a bientôt reconnu que les petites irrégularités inévitables dans la pose de la voie et l*usure des "*' roues, qui se creusent en forme de gorge, rendaient cette précaution illusoire. Bien plus, on a remarqué que, avec les rails à surface plate, les roues reposaient en général sur une des arêtes du champignon et Técrasaient. Enfin, les roues étant coniques, elles ne peuvent rouler en ligne droite sur une surface plane sans qu'il y ait glissement, par conséquent frottement et usure. Aussi en est- on revefiu à boinber la surface des rails.

Restait à fixer le rayon du bombement.

Avec un rayon très-prononcé, les roues coniques ne sont en contact avec le champignon que par un élément très-étroit. Le frottement à la jante est pour ainsi dire insensible ; mais, la pression se trouvant répartie sur une petite surface, l'usure des bandages et des rails n'en est pas moins très-rapide. Si le bombement est au contraire trop faible, les roues reposant sur le rail par un élément d'une grande largeur, il en résulte un frottement de glissement à la jante considérable. Il y avait un moyen terme à prendre pour le bombement; la pratique seule pouvait conduire à le déterminer. Celui qui a été adopté pour les derniers rails à patin du chemin du Nord nous paraît être l'expression la plus correcte des résultats fournis par l'expérience sur ce chemin. Le rayon de bombement est de 0"*,200 ; le champignon ayant 0"*,029 de largeur entre les deux extrémités de l'arc, la flèche du bombement devient 0", 0005.

Quand une roue repose sur un rail, dans l'intervalle d'une traverse à la suivante, elle fait fléchir le rail, et, par cela même, tend à le rompre. L'expérience et la théorie s'accordent à prouver que, toutes choses égales d'ailleurs, cette rupture a lieu au point où repose la roue. Mais l'intensité de l'action qui provoque la rupture est d'autant plus grande que ce point est plus rapproché du milieu de Tintervalle entre les deux supports. Il est donc rationnel de donner aux rails des sections variables présentant une résistance rainima i)ux points où ils reposent sur les traverses, tnaxima au milieu de l'intervalle de ces traverses; et on avait adopté, pour les rails en

Fig, 130.

fonte, la forme dite d'égale résistance, représentée dans la fig. 129, dans laquelle la courbe inférieure est sensiblement une ellipse.

On avait même ^^'^ ^ imaginé des procédés de laminage fort ingénicui, qui perroetlaîeiH d'obtenirdesfisib ondtdés en ier (fig. 130). Mais on a bientôt reconnu que l'économie de matière obtenue par ce moyen était loin de compenser les débuts suivants. inhérents au système des rails ondulés. Dans les courbes, la file extérieure des rails présente une plus grande longueur que la Ole intérieure. Avec les rails ondulés, Técartement des traverses est nécessairement invariable ; les traverses ne peuvent donc pas èlre normales aux rails. Il arrive aussi assez fréquemment que le terrain s'affaisse sous l'une des traverses et qu'elle cesse alors de servir d'appui. La portée du rail est ainsi doublée, et sa section est la plus faible précisément au point où il doit résister au plus grand etfort. Il est impossible de varier l'écartement des points de support des rails ondulés, comme cela peut se faire avec les rails dont la section est la même dans toute leur longueur (rails parallèle:»! ilig. ir>i).

Kig. 131.

Enliii, l'économie que Ton réalise en employant les rails ondulé^ est bien faible, parce qu'ils sont plus coûteux à fabriquer, et que leur valeur, quand ils sont usés, est bien moindre que celle des rails parallèles qui auraient coûté le même prix.

DlME^SIOiNS ET POIDS DES RAILS. m

Aujourilhui l'on ne fait plus usage que de roils à arêtes parah lèles.

MmeiMioBs et poids des ratts. — Les dimensions et le poids dos rails ont toujours été en croissant, à mesure que les waggons et les machines employés sur les chemins de fer sont devenus plus lourds. Ainsi les premiers rails des chemins de Saint-Ëtienne à Lyon, et de Roanne à Andrezieux, ne pesaient que 15 kilogrammes par mètre courant, et ceux du chemin de Liverpool à Manchester 17 kilogrammes; les coussinets étaient écartés de 0°*,90. On les remplaça bientôt par d'autres rails pesant 25 kilogrammes par mètre courant, et enGn par des rails de 30 à 57 kilogrammes et demi supportés à dos intervalles de 1"\20.

En Belgique, on a d'abord fait usage de rails ondulés, du poids do 17 à 22 kilogrammes; puis on leur a substitué des rails à arêtes parallèles à simple T, de 25 à 27 kilogrammes, et enfin des, rails à double T de 54 kilogrammes.

Les rails à coussinets des chemins qui ont été construits dans ces dernières années posent de 57 à 42 kilogrammes par mètre courant ; leur longueur est de 6 mètres. Chaque rail à coussinet de 6 mètres, au chemin de Mulhouse, est supporté par cinq tra verses intermédiaires, écartées de 1 mètre d'axe en axe Tune de l'autre, et deux traverses de joint qui supportent les abouts des deux rails consécutifs. I^es traverses de joint ont, comme nous l'avons vu, des dimensions plus fortes que l.es intermédiaires, et sont également écartées de 1 mètre de leurs voisines.

liOs rails à simple champignon du chemin de Mulhouse ont 150 millimètres de hauteur, la tète du champignon a 65 millimètres de largeur, et la tige 20 millimètres.

Quant à ce qui concerne le rail à patin, tantôt on lui donne une hauteur do 150 à 140 millimètres, avec une épaisseur de corps de 14 millimètres (Cologne à Minden, Sarrebruck); tantôt on se contente de 100 à 110 millimètres pour la hauteur, avec une épaisseur de corps de 20 millimètres (ligne bavaroise). Le modèle du rail à patin le mieux étudié est le rail type du chemin du Nord français, rail qui a été copié par le chemin de l'Ouest suisse. Dans ce rail , la hauteur totale est de 125 millimolres , l'épaisseur du corps I 31

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En bfîm, m pr»crit de o^ p» ( raikâ kMKsbnB»' AT. 117. Uiiilii f«ol être portw- à (T.IB. Ibi» le 1 {fMiôeTA kO^. pv mètre foenal f4C roiKimelft, mis qn^ ee poids doit Ibv porté â raib i polm.

Plus loin, en traitant de la pose des Toîes. non» indiqaeroBf T^ cartement (ir^^rit en Raviere poor le» rails.

Sor le chemin do Pabtinat, entre Sarfebmck et Miliriw. b»

raib américains pèsent 35 kilogrammes par mètre eovmt. <!

' ils reposent snr des traTerses espacées de 0^«9ll0 1

En rapprochant 1*?5 trarerses, on pourrait dimimicr 1 le poids des rails; mais il est reconnu qo'en Franee et eo Aflflrt#'rre les di/nensions et portées que nous Tenons d'indiquer nat plos aTaotageus^.

5ous n'entrerons pas dans de plus \on^i détails sar la ferme, le^ dimensions et le poids des rails, le cadre de noire Traité éUmeih taire ne les comporte pas ; mais non$ engageons les ingénieurs qiii voudraient approfondir cette question ainsi que toutes celles qui concernent la pose de la voie à consulter les saTantes dissertation^ de N. (^lurhe et le Xonreau Portefeuillf de Tlngimeur. On trouvera dans ce dernier ouvrage la coupe transversale des rails d*un grand nombre de chemins.

■iayHi<M des Jilrta. — En général, les abouts des rail< ftont aiupéft rarrrineiit; on laisse entre deux rails consécutif un

espace de 5 à 5 millimètres, afin qu'ib

' * — "^ puissent se dilater librement sous l'in-

tluencede la chaleur. On a quelquefoU

y. . fiiil les joints des rails obliques ou

— '^ même à mi-fer (fig. 132); mais ces dis-

^'^' *''^- positions ont été abandonnées, parce

que ces aHsemblages coûteux ne sont jamais faits avec asseï de