CHAPITRE Yll

■«Ils et aaceaaelres. — En général, la voie des chemina de fer se compose de rails en fer, en bois et fer ou en fonte, fixés directement, ou par l'intermédiaire de pièces en fonte, sur des tra\ersefi en bois ou des dés en pierre.

Les traverses sont des pièces de bois posées perpendiculairement aux rails

et qui suppôt^ tent les rails (fig. 56). On les a employées sur les chemins établis déjà vers le milieu du xvn* siècle près de Newcastle.

Les dés sont des pierres de forme prismatique à base carrée, yV y< yv poséessons cha-

•^^ \ • .B-X /mS\ cune des files de rails (fig. 57).

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

Les traverses doivent iou- *' "' j'ovra être em-

ployées de préférence aux dés sur tes terrains de remblai, parce que le tassement de ces terrains et, par suite, l'abaisse-

meni des rails étant inévitables » il est bien plus facile de ralever une voie posée sur des traverses qu'une voie posée sur des dés. Sur le chemin de Montpellier à Cette , ou Ton avait commis la faute de se servir de dés sur les remblais , force a été de les remplacer bientôt par des traverses.

Dans les tranchées on pose les chemins de fer tantôt sur dés, tantôt sur traverses. L'usage des traverses est cependant au-jourd'hui général, même sur les terrains les plus résistants. Les motifs de la préférence qui leur est accordée sont, que les traverses relient les deux files de rails d'une même voie, de manière à en maintenir Técartement et à en rendre le tassement moins inégal , qu'^es -sont plus faciles à relever que les dés lorsque les voies s'abaissent, et enfin, que si elles sont en bois, et qu'elles jouissent d'une certaine élasticité qui rend le mouvement des voitures plus doux , circonstance qui est favorable à la conservation du matériel et diminue la fatigue des voyageurs.

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

En France , en Belgique et en Allemagne , les traverses sont ordinairement en chêne, parce que ce bois se conserve mieux. Le sapin résineux a été également employé avec avantage en Belgique et en Allemagne.

En Angleterre , où le chêne est rare , les traverses sont presque toujours en sapine

Tantôt les traverses sont en bois équarri ; tantôt en rondins

fendus par le milieu à la scie et reposant sur le ballast par la

"^surface plane ; tantôt à section triangulaire, obtenue en refendant

par deux traits de scie diagonaux une pièce de bois équarrie.

1. Au Mexique , le ohemin de risUiine de Panama est poié n'r des travertet de bois de gajao. On a Teconou que sous l'inflaenoe de ce climat tropical les aotres oeaenoes de bois pourrissent rapidement.

Dans ce dernier cas , elles portent sur le ballast par une de leurs arêtes (fig. 68).

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 An-

gleterre il y a quelques années, mais on les a complètement abandonnées depuis , parce qu'elles manquent de stabilité.

Sauf dans quelques mines d* Allemagne et sur certains rail^' ways aux États-Unis , où ils sont en bois, les rails sont aujourd'hui tous en fonte, ou enfer, ou en bois et fer. La fonte, employée exclusivement jusqu'en 1815, est aujourd'hui complètement abandonnée sur les chemins à grande 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 encore l'avantage d'être fabriqués beaucoup plus longs (6 mètres au lieu de 1°*,20), ce qui diminue le nombre des joints et, par conséquent, des secousses qui ont lieu au passage des joints.

Quoique la fonte soit moins chère 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 fonte, 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.

Le fer s'oxyde, dit-on, plus facilement que la fonte : d'où Ton concluait que les rails en fer devaient être rapidement détruits par la rouille. L'expérience a démontré que les craintes que l'on avait à cet égard n'étaient pas fondées. Les rails étant en place sur un chemin exploité, il paraît se produire des courants électriques qui en préviennent l'oxydation. Quelquefois

les rails s'exfolient, mais cela n'arrive que lorsqu'ils sont mal fabriqués , c*est-à-dire lorsque la soudure du paquet qui doit être transformée en rail est mal faite , ou lorsque ce paquet est mal composé*.

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

On a substitué les rails en fonte à ceux en bois et fer vers l'année 1780.

Les premiers chemins avec rails en fer furent établis, en 1810, dans les houillères de lord Carlisle 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 l'opinion que les rails en fer étaient préférables à ceux en fonte. Toutefois, malgré 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 58 représente la section d'une voie posée avec ces rails. Quand l'usage en était encore général , leurs formes va- Fig. S9. riaient à l'infini , et ils étaient fixés tantôt

sur longuerines, tantôt sur traverses, tantôt sur dés en pierre. On a commencé a leur substituer le rail à bandes saillantes dès l'année 1789.

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

l. Voir pins loin Iw indîoaiioDS données pour la compoûtion deapaqoeU.

de champ sur des traverses dans des encoches (fig. 60 et 61) , et fixées an moyen de coins en bois.

Quand les véhicules sont lourds, ce rail, pour être assez Fin. M. résistant, deviendrait fort pesant; d'ailleurs il serait trop étroit et mettrait promptement hors d'usage les roues des wagons; il fiéchiniit

latéralement sous l'action des bourrelets des roues dans les courbes, ses joints se désaffleureraient trop facilement, et les

rails, du côté extérieur de la courbe, se courberaient comme l'indique la figure 62.

On a donc été conduit à élargir les rails en fer ou en fonte , dans leur partie supérieure , afin que les roues reposent sur une plus grande surface , et à les fixer, comme nous allons l'indi-

quer, à la traveree, par rint^rmëdiaire de la pièce en fonte nommée coussinet oa chair, de manière à rendre le mode d'assemblage avec les traverses plus parfait. Les rails de ce genre s'appellent rails à ckampignon.

IjCb premiers rails à champignon employés sur les chemins de Saint-Etienne à Lyon et de Roanne à Andrezieux avaient la forme (fîg. 63). Le coussinet se composait d'tme semelle reposant sur la traverse et de deux saillies S et S' vees de fonte sur cette semelle (fig. 64). Le bourrelet placé au bas du rail se logeait dans une cavité semi-circulaire ménagée dans la saillie la moins 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'autre saillie. Le coussinet était fixé à la traverse par des chevilles en fer.

La petite saillie du coussinet était à l'intérieur de la voie , le bourrelet des roues frottait dans les courbes contre la

face latérale du champignon la plus voisine de cette saillie , et, cette face usée, il n'était pas possible de retourner le rail bout par bout afin de la remplacer par la face extérieure. C'est ce qui a déterminé à ajouter un second bourrelet symétriquement au premier, de manière à obtenir le

384 ETABLISSEMENT DE lA VOIE.

rail (fig. 65). Enfin, on a fait tea rails (%. 66) dans lesquels les boorrelets sont remplacés par un champignon absolument semblable au champignon déjà existant. Ces derniers rails peuvent non-seulement se retourner bout par bout, ils peuvent encore se retourner sens dessus dessous. On a ainsi la faculté de substituer le fltampignon inférieur au champignon supérieur usé on 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 à simple

champignon , comme l'a fort bien indiqué M. Léon

Coste , ancien directeur des forgea de DecazeviUe '

et du chemin de fer de Saint-Etïenne à Lyon, le

métal n'est pas homogëne. Celui qui compose le

I champignon est moins dense, moins bien épuré

que celui qui forme la tige. Pour éviter ce défaut,

fig M. j^j Coste avait adopté, pour le chemin de Saint-

Ëtienne, un rail d'épaisseur uniforme [fig. 67) avec bourrelets

dans le haut et dans le bas; mais comme , afin d'éviter l'em-

^^^^ ploi d'une trop grande quantité de métal, il avait

^^^B été obligé d'en diminuer la hauteur, le rail se

^^V^ trouva trop flexible et on revint au rait à champi-

gnon.

Sur le chemin de YerBailles (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 sapérieur, partie le long de la tige (fig. 69). On obtint ainsi un rail de

1. Journal dt l'injailritt tl da Capilalàu, aunte 1836. ■ La Tar dam Itt rttiU à durapignoD, dit M. CoiU, d'mI bien eoniprinit qna dîna la parti* minca dn rail, niut il eat refoulé dam lonlsi 1m parlia arrondici et NÙIIanlu. Si on briia ta barre, od remarque que la partie minoa ett d'un grain bien plni aerré et bien plu* bomogine que le ohatnpignon qui, aonteot, ]«i«M Toir dw portion* ciauM* et mal eoudjea.

vX,. „ J/

même hauteur que le rail à double champignon , du même poids, un peu plus flexible, mais encore suffisamment rigide /dans lequel le champignon supérieur était mieux soutenu, et dont le métal; sans être entièrement homogène, était d'une qualité plus uniforme. Ce rail, à la vérité , ne pouvait pas se retourner sens dessus dessous; mais cet avantage est beaucoup moins grand qu'on ne serait porté à le supposer. Remarquons, en effet, que lorsqu en retournant Fig. 68. ^6 f<ûl on fait prendre au champignon supérieur la place du champignon inférieur, ce champignon supérieur, déformé par le frottement , ne se loge qu'imparfaitement dans le coussinet, et que ce dernier, substitué au champignon supérieur, est déjà très^fatigué ; car le rail ne s'altère pas seulement par le frottement : les barres de fer fléchissant entre les appuis au passage des convois et se redressant ensuite, le bas souffre autant que le haut de ce double mouvement. Aussi observe-t-on que les rails retournés au bout de quelques années durent fort peu de temps. M. Bergeron , qui a été , en même temps , ingénieur en chef des deux chemins de fer de Versailles, rive gauche et rive 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 cham-pignon , 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 très-remarquable. Les rails devant être introduits, quand on les renouvelle, dans le coussinet de haut en bas , ceux à simple champignon ont encore le mérite de permettre l'emploi 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 cham* ......^^^^«iPn!^ pignon, et au champignon les mêmes dimensions,

ont employé une partie du fer détaché du champignon inférieur à allonger cette tige comme l'indique la fig. 69. 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 champi- ^^ gnon n'y est pas plus durable. On peut encore em- Ftg. 69. ployer le fer enlevé au champignon inférieur en partie à allonger la tige, en partie à améliorer le champignon (fig. 68).

On a reproché au rail à simple champignon d'être plus dîf* ficile à 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 à cet inconvénient en prenant certaines précautions.

Les opinions sur les avantages respectifs des rails à simple et à double cliampignon sont donc très-pariagées , et nous t/idînons pour les premiers.

En France, on a posé assez récemment 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 che* min de fer Grand-Central.

En Allemagne , on emploie presque exclusivement un rail à simple champignon , muni à sa partie inférieure d'une semelle Fig. 70. au lieu de bourrelets, fig. 70 ; la semelle

repose immédiatement sur les traverses, et le rail est fixé par des crampons ou avec des vis. On supprime ainsi les coussi* nets. Ce rail est connu sous le nom de rail américain ^ Sur le chemin du Palatinat, entre Sarrebrtick et Manheim »

1. On le désigne aniti loui le nom de rail VtgnoUes, da nom d*an iogénieur auglftia, M. Vignollee , ^ , le premier, a employé ce rail en Angleterre.

les raOs américains pèsent 33 kilogrammes par mètre couranti et ils reposent sur des traverses espacées de 0^,90 seulement.

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 à champignon. Des ingénieurs allemands, qui en ont fait souvent 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 à une assez grande vitesse ; ils nous ont également assuré qu'on enlevait très-aisément les crampons à l'aide d*un appareil fort simple , de façon que le rail pouvait être replacé en très-peu de temps.

Dans l'origine, on a donné a la surface de roulement des rails la forme convexe. Plus tard, on a aplati cette surface» pensant qu'en augmentant ainsi la largeur du contact entre la roue et le rail , on diminuerait l'usure 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 tails à surface plate, les roues reposaient en général sur une des arêtes du champignon et l'écrasaient. 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 revenu à bomber la surface des rails.

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 l'intervalle entre les deux supports. Il est donc rationnel de donner aux rails des sections variables, présentant une résistance minima aux points où ils reposent sur les traverses, maxima au milieu de l'intervalle de ces tra*

Fig. 71.

Fig. 72.

verses ; et on avait adopté , pour les rails en fonte , la forme dite à' égale résistance ^ représentée dans la fig. 71, dans laquelle la courbe inférieure est

sensiblement une ellipse. On avait même imaginé des procédés de la> minage fort ingénieux , qui

permettaient d'obtenir des rails ondules en fer (fig. 72). Mais on a bientôt reconnu que l'économie de matière obtenue par ce moyen était loin de compenser les défauts suivants, inhérents au système des rails ondulés. Dans les courbes, la file extérieure des rails présente une plus grande longueur que la file intérieure. Avec les rails ondulés, l'écartement des traverses est nécessairement invariable ; les traverses ne peuvent donc pas être normales aux rails. Il arrive aussi assez fréquemment que le terrain s'afiaisse sous Tune des traverses et qu elle cesse alors de servir d*appui. La portée du rail est aussi doublée et sa section est la plus faible précisément au point oii il doit résister au plus grand effort. 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 parallèles). Fig. 73.

Fig. 73.

Enfin ,• l'économie que l'on réalise en employant les rails ondulés 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.

AvjovTfïhvi Ton nefaiiplvs usage que de rails parallèles.

Les dimensions et le poids des rails ont toujours été en croissant, à mesure que les wagons et les machines employés sur les chemins de fer sont devenus plus lourds. Ainsi, les premiers rails des chemins de Saint-Etienne à Lyon, et de Roanne à Andrezieux, ne pesaient que 13 kilogr. par mètre courant, et ceux du chemin de Liverpool à Manchester 17 kilogr. ; les coussinets étaient écartés de O'^.SO. On les remplaça bientôt par d'autres rails pesant 25 kilogr. par mètre courant, et enfin par des rails de 30 à 37 ^ kilogr. supportés à des intervalles de 1",20.

En Belgique , on a d'abord fait usage de rails ondulés , du poids de 17 à 22 kilogr.; puis on leur a substitué des rails parallèles à simple T, de 25 à 27 kilogr. , et enfin des rails à double T de 34 kilogr.

Les rails des chemins qui ont été construits dans ces dernières années pèsent de 37 à 42 kilogr. par mètre courant; leur longueur est de 4"',50 à 6 mètres. Chaque rail de 4°*,50 est supporté par trois traverses intermédiaires, écartées de 1",25 Tune de l'autre, et deux traverses de joint qui supportent les abouts des deux rails consécutifs. Les traverses de joint ont, comme nous l'avons vu, des dimensions plus fortes que les intermédiaires, et ne sont écartées de leurs voisines que de 1 mètre.

En rapprochant les traverses, on pourrait diminuer notable-

,l I yj ment le poids des rails; mais il est

' reconnu qu'en France et en Angle-

terre les dimensions et portées que

—SI — ;^[ nous venons d'indiquer sont plus

a — avantageuses.

^^^ ^** En général , les abouts des rails

sont coupés carrément; on laisse entre deux rails consécutifs un espace de 3 à 5 millimètres afin qu'ils puissent se dilater librement sous l'influence de la chaleur. On a quelquefois fait les joints des rails obliques ou même à mi-fer (fig. 74); mais

390 ËTABLiaSBMBNT DE LA. VOIE.

ces dispositions ont été abandonnées parce que ces assemblages coûteux ne sont jamais faits avec assez de précision pour qu'ils évitent complètement les chocs qui ont lieu au passage des joints . On distingfue dans les coussinets (fig, 75) : la semelle, sur laquelle portent les rails ; les joues qui maintiennent le rail latéralement, et les nervures destinées à consolider les joues.

Les rails sont fixie j entre les jouet des cotaxineia au moyen de clefs de fer ou de coins de boit. Aujourd'hui les clefs enfer sont totalement abandonnées parce qu'elles brisent fréquem- — >. ^~m iii^it les coussinets et ne maintiennent d'ail- M lÊ leurs pas les rails aussi bien que les coins en

~ bois. En général , on place Iss coins du côté extérieur de la voie, afin que la pression que les bourrelets des roues exercent sur les rails , surtout dans les courbes , soit transmise à la joue du coussinet par l' intermédiaire d'un corps compressible. Cette disposition permet ainsi de donner aux coins une plus grande hauteur et de les recouvrir entièrement de ballast. '*' ' ■ Les coussinets sont ordinairement fixés sur

les traverses au moyen de chevillettes en fer (fig. 76). A cet effet, la semelle est percée de deux ou quelquefois de trois trous circulaires.

Pour saboter une traverse , c'est-à-dire pour y attacher les coussinets , on commence par fixer ces coussinets , au moyen de coins , sur deux bouts de rails assemblés par des vis aux faux extrémités d'une barre de fer. Cet appareil , appelé gabarit , est disposé de manitre que les bouts de rails occupent, l'un par rapport à l'autre , exactement la même position que

RAiLS ET ACGESSOIBES. 394

les rails de la voie. On fait reposer le gabarit portant les deux coussinets sur la traverse, et Ton trace les entailles qui doivent recevoir ces coussinets. On enlève le gabarit, on exécute les entailles et on les retouche jusqu'à ce que les semelles reposent bien exactement sur la traverse ; on perce les trous de chevillettes et Ton enfonce ces chevillettes à coups de masse ; enfin on enlève les coins et le gabarit.

Si le sabotage n*est pas fait avec le plus grand soin, la voie manque de régularité. En général, on sabote en chantier afin de pouvoir mieux surveiller les ouvriers; quelquefois on a transporté les traverses brutes sur la voie et on les a sabotées en place.

Les coussinets qui sont placés aux joints des rails sont plus lourds que les intermédiaires ; ils en diffèrent par une plus grande largeur de la semelle et quelquefois par Tadjonction d'une troisième chevillette.

On reproche aux chevillettes en fer de s'altérer par l'oxydation, due aux eaux qui séjournent dans les trous des coussinets, et par les chocs qu'elles subissent au passage des trains quand elles ne remplissent pas exactement ces trous.

On a employé sur le chemin de Londres à Douvres, en Angleterre, sur ceux de Tours à Nantes et de Gray à Blesme , en France , des chevillettes en bois comprimé. Sous l'action de l'humidité » ces chevillettes se gonflent et remplissent bien exactement les trous des coussinets. La fig. 77 représente une chevil- Fig. 7T. Pig. 78. lette en bois avant qu'elle ait été comprimée; la fig. 78 la même chevillette après qu'elle a subi l'opération de la compression.

Au chemin de Montereau à Troyes, on a employé des chevillettes en bois non comprimé. Elles se sont fréquemment pourries et rompues à la jonction du coussinet et de la traverse. Au chemin de Tours à Nantes on est satisfait des chevillettes en bois comprimé ; mais il est à craindre que tôt ou tard elles n'éprouvent le même effet que celles en bois non comprimé.

Quand, au lieu de traverses, on fait usage de dés en pierre,

on perce, au droit des trous des coussinets, des

trous dans le dé , et l'on y chasse des chevilles

en bois dans lesquelles on enfonce à leur tour

1 des cbevillettes (fig. 79).

Malgré tous les soins apportés dans la fabrication des rails et des coussinets , et dans le sa- Fig. 79. botage des traverses , les joints des rails sont sujets à se déranger et surtout à se désaffleurer dans le sens horizontal. Il en résulte des chocs au passage des joints, chocs aussi préjudiciables à la conservation du matériel que désagréables aux vojrageurs. Pour éviter ces chocs, on a été conduit, sur quelques chemins anglais et allemands, à placer quatre traverses sous chaque rail , les deux extrêmes n'étant écartées des deux bouts du rail que de 0'",30 à 0'°,40. Les joints sont alors formés par deux platines ou éclisses en fer (fig. 80) placées des deux côtés de la tige des rails et réunies

Fig. 80.

par quatre boulons. D'autres fois , on a donné aux coussinets de Joint la forme représentée dans la fig. 81, et on a

rem-

Fig. 81.

placé la joue supprimée par une éclisse. La première disposition s'est beaucoup répandue et sera adoptée sur toutes les nouvelles lignes du réseau de l'Est et du Nord. Les Allemands l'appliquent avec un succès incontestable aux rails américains.

Au chemin de Magdebourg à Holberstadt , on a remplacé les traverses de joint par deux portions de longuerines assemblées avec les traverses voisines. En Autriche on place, sous les traverses de joint , des longuerines qui augmentent ainsi la surface par laquelle ces traverses reposent sur le ballast.

Les premiers raiiways se composaient de longuerines en bois fixées sur des traverses également en bois. Afin de diminuer l'usure des longuerines et de rendre la surface de roulement plus dure et plus unie, on les recouvrit bientôt de plaques de fer. Dans les pays oii le prix de ce métal est peu élevé par rapport i celui du bois, on supprima complètement le bois des rails et on les composa entièrement de fonte et enfin de fer. C'est là l'origine de la voie que nous venons de décrire.

En Amérique , où le bois est à très-bas prix , on a construit néanmoins, il n'y a pas bien longtemps, des chemins de fer à rails en bois garnis d'une mince barre de fer plate fixée au moyen de clous ou de vis à bois {fig. 62). Mais on reconnut bientôt que, dès que le poids des véhicules devenait un peu plus considérable, le bois s'écrasait malgré la bande de fer qui le recouvrait et que les vis s'arrachaient. On fut ainsi conduit à renforcer le rail en fer et à lui donner la forme représentée dans la fig. 83. Ce rail est fixé en Amérique sur des longuerines en bois au moyen de crampons en fer ou de vis & bois. Sur le chemin de Philadelphie à Colombia , en Amérique, on conserva la simple barre de fer, mais on substitua aux longue-

irines en bois des supports continus en granit.

On peut considérer le rail américain posé sur longuerines comme un rail composé de bois et de fer. Dans ce système, on peut espacer les traverses plus qu'on ne le fait dans le système ordinaire ; et , si la longueur de la voie est considérable, la consommation de bois peut ne pas être

angfinentée, tandis que l'on obtient, avec des raiU d'un poids comparatiTement faible, un chemin capable de supporter les plus fortes charges.

M. Brunel a le premier introduit en Angleterre sur le chemin de Londres à Bristol (Great Western) le système des longtterines. Le rail dont il s'est servi préseite une forme trèa-rationneUe, en ce qu'il a une base très-large et que Ja partie qui est soumise i l' action des roues est parfaitement bien soutenue aux points où les raiU à champignon s'écrasentfréqnemment.

"*' **' Ce rail est représenté (fig. 84} ; il est

fixé sur les longuerines; son poids, qui était de 22ki]ogramine8 dans l'origine, a été porté depuis à 27 |, et «ifin à 36 kilogrammes.

Sur la première section du chemin de Londres à Bristol, M. Brunel avait, dans le but de donner plus de solidité à la voie, posé ses longuorines sur des pilota. Ce mode de construction n'a pas tardé à être abandonné, parce qu'il manquait d'élasticité au droit des pilots et qu'il fléchissait beaucoup au passage des machines dans l'intervalle de ces pilots; aujourd'hui le Great Western a sa voie composée de longuerines réunies par des traverses espacées de 3 à 4 mètres.

On a construit un assez grand nombre de chemins de fer avec longuerines. soit en Angleterre , soit en Allemagne, soit

■. en Hollande.

/ fl| \ En France, les

~ " j chemms d'Au-

I teuil, de Dôle à

Salins, une par-

'■■■j)^" tie de ceux du

Midi et celui de

Gray & Saint-Dizier sont construits avec les rails Brunel posés sur longuerines. Tantôt on a employé le rail américain , tantât

le rail Brunel; ce dernier a été souvent préféré. Les rails ont été fixés partie au moyen de boulons (fig. 85), et partie au moyen de crampons à talons (fig. 86). Les boulons forment le mode d'attache le plus solide , mais ils présentent plusieurs inconvénients. Si leur écrou est en dessous , ils sont difficiles à enlever ; si au contraire il est en dessus , il faut donner au rail une grande hauteur, afin que les boudins des roues ne viennent pas les rencontrer. Enfin les boulons , devant passer dans des trous percés dans les pattes du rail , ne peuvent être changea de place. Us présentent ce dernier inconvénient comme les vis.

Les crampons sont enfoncés dans la longuerine en dehors du rail; leur tête vient s'appuyer sur les pattes de ce rail. Ils permettent ainsi la dilatation du rail et peuvent être changés de place, mais ils font firéquemment fendre les longuerines.

Quel que soit le mode d'assemblage des rails et des longuerines , il faut placer dans les joints des rails des plaques en

fonte ou en fer; sans cette précaution, le bois s'écrase en fort peu de temps.

Au chemin d'Auteuil les rails sont fixés sur les longuerines au moyen de petites pattes

-r^^-ffi^^^^ en fonte serrées au moyen de vis à tête car- ^»e"- Tée(fig. 87).

Au premier abord , le système des longuerines semble préférable à celui des rails posés sur traverses. En effet, les rails supportés uniformément dans toute leur longueur doivent fléchir moins que ceux qui ne le sont que de distance eu distance. Néanmoins , ce mode d'établissement de la voie présente plusieurs inconvénients graves qui l'ont fait abandonner sur les chemins allemands.

Les longuerines sont coûteuses de fabrication. On ne peut pas, comme pour les traverses, y employer des bois bruts ou grossièrement équarris. Exigeant plus de façon, elles ne peuvent être faites que par des ouvriers spéciaux que l'on n'a pas toujours sous la main et qui coûtent fort cher. Le mode d'attache

des rails sat les longiierines est compliqué et toujours plus ou moins défectueux ; le relevage d'ane voie de ce système est plus difficile que celui d'une voie posée sur traverses ; les Ionguerines régnant sur toute la longueur de ta voie gênent l'écoulement des eaux de la chaussée vers les fossés; enfin le métal des rails Brunei paraît beaucoup plus fatigué dans la fabrication que celui des rails ordinaires.

Les ingénieurs américains, qui ne recalent pas devant les essais , ont expérimenté toute espèce de systèmes de voie , à l'exception du rail Barlow, dont ils n'ont pas encore fait

Le rail le plus anciennement employé est celui fig. 88. On s'en estservi au chemin de Long- Island, entre New-York et Boaton ; sa longueur était de 5 mètres ; son poids , par mètre courant, de 15 kilogrammes environ. Le coussinet avait la forme indiquée sur la figure, et Fis "■ le rail y était fixé au moyen

d'une clavette en fer; ce coussinet portait sur des traverses. Ce rail est actuellement remplacé par le rail à patin.

Les Américains se sont aussi préoccupés des joints; ils ont cherché k Jfaire des ratls composés de deux parties boulonnées danslesquellesles joints se croisaient {fig. 69}; ce rail a été essayé sur le chemin du Nord à Érié; mais ce système n'a pas eu grand succès, non plus que celui (fig. 90} qui a été employé sur le chemin de Baltimore à l'Ohio ; ils n'ont pas encore songé à employer les éclisses.

Le rail à patin est employé maintcTiant presgve exchsh-F-

RAiLS ET ACCESSOIRES.

ment en Amérique aussi bien quen Allemagne : il pèse de 25 à 32 kilogrammes; ses dimensions, en hauteur et largeur, varient suivant les chemins. La figure 91 représente celui employé au chemin de Philadelphie à Baltimore : il pèse 31 kilogrammes 56. La figure 92 reproduit le rail du chemin de Hicaga à Galène : son poids est de 28 kilogrammes par mètre courant. La longueur de ces rails est de 5 à 6 mètres ; ils sont posés et fixés sur les traverses au moyen de crosses enfer; dans les joints on place

FiK.91. Fig.93. Fig 93.

une platine en fer (fig. 93) dans laquelle on découpe à l'emportepièce deux languettes de fer qui saisissent les pattes du rail : ces platines ont 0",16 sur 0",15 de côté.

Les coussinets employés dans les voies ordinaires ont des formes variées que nous allons décrire. En général, la petite saillie contre laquelle s'appuie le rail est évidée intérieurement, comme l'indique la figure 76. Diminuant ainsi la surface de contact, on a plus de chances de l'obtenir bien unie. Généralement aussi on évide le coussinet en dessous, afin d'en diminuer

le poids. Anciennement, la face intérieure du coussinet, sur laquelle repose le rail, était parallèle à la face, qui repose sur la traverse. Le coussinet était logé dans une entaille faite à la traverse (fig. 94), et on donnait au fond de l'en-

Fig. 94.

taille une inclinaison de ^^ vers l'axe de

la voie , en sorte que la surface du champignon supérieur avait la même inclinaison. Cette inclinaison est aussi celle des roues coniques en usage sur les chemins de fer. La surface de roulement étant plate, reposait sur toute son étendue; cette surface, étant bombée, repose sur le sommet du champignon, au-dessus

de la tige. On a reconnu qu'il ëtait fort difficile d'obtenir des charpentiers assez de précision pour que l'inclinaiaon de l'entaille fût toujours exactement de jlj , et on a remplace l'entaille k fond incliné par une entaille à fond horizontal. On donne eiora l'inclinaison au rail en la donnant aa moulage à la face inténeure du coussinet, sur laquelle repose le rail (hg. 95).

Dans la plupart des coussinets em- Fi(£ 9s ployés sur nos grandes lignes , les deux

trous dans lesquels se logent les chevillettes sont placés sur une perpendiculaire à 1 nxe du chemin. Il en résulte que les deux cheviliettes rencontrant les mêmes fibres de la traverse , celle-ci est très-sujette h se fendre. Sur le chemin de Londres à Douvres, où les chevilles sont en bois, on a, pour éviter ces inconvénients, employé le coussinet (fig. 96), dont les trous sont placés sur une ligne inclinée À l'axe. Chaque joue n'est alors soutenue que par une nervure unique. Cette disposition a été depuis lors adoptée sur plusieurs lignes , pour les chevillettes en fer comme pour les chevilles en bois. Elle le sera sur toutes celles du réseau de l'Est, aujourd'hui en construction. On a quelquefois, pour augmenter le serrage des coins, incliné sur l'axe de la voie la face intérieure de la saillie ducoussinel contre laquellete coin J a'appuie, comme l'indique la figure 97. Mais les convois poussant toujours Fig~s7. le rail en avant dans la direction de

leur mouvement, et faisant en même temps glisser le coin dans )e même sens , le serrage augmente au passage du convoi dans

RAILS ET AGCfiSSOlRES. 399

une certaine direction ; le coin , an contraire , prend du jeu s'il

Be meut dans la direction opposée. Il faut donc sur les chemins

^^v — — :?:^rN. à deux voies posées avec ces coussi-

I — YN - ILJ2^ nets, pour que lescoinssoienttoujours

^^JJJ U^^^^ serrés, employer des coussinets de

deuxmodèlesdifférents, cequi devient

FIg. 98. . .

une grande sujétion dans la pose. On préfère aujourd'hui les coussinets du modèle (fig. 98) dans le« quel les deux joues ou saillies sont parallèles , et on arrondit les joues à leurs extrémités pour faciliter Tentrce du coin.

Préparation des bols. — Comme il a été constaté que, dans d'assez bonnes conditions de conservation, les traverses en chêne employées pour la construction des chemins de fer ne durent pas au delà d'une douzaine d'années \ et que celles en sapin et en hêtre durent encore moins longtemps , on a essayé un grand nombre de procédés dans le but d'en prolonger l'existence.

En Angleterre , où les chemins de fer sont généralement posés sur des traverses en sapin, on s'est beaucoup servi pour cela, dans l'origine des chemins de fer, de sublimé corrosif. Les traverses étaient simplement plongées dans un bain de sublimé; mais ce mode de préparation a été abandonné, parce qu'il était énormément coûteux. On a remplacé le sublimé corrosif par la créosote impure' , par le sulfate de cuivre , le sulfate de fer, le pyrolignite de fer, le chlorure de zinc et par le mélange de sulfure de barium et de sulfate de fer. Les quatre premiers réactifs sont souvent introduits dans la traverse au moyen d'une simple immersion dans une dissolution bouillante , d'autres fois par pression ou succion , comme nous l'indiquerons plus loin ; le second l'est toujours par pression.

L'emploi de la créosote paraît avoir obtenu un assez grand

1. GelleB du ohemin de Saint-Germain, Versailles et Strasbourg à Bftle, après douze années d'exploitation de oes chemins , se sont trouTées complètement pourries et il a fallu les remplacer.

2. Huile obtenue par la distillation du gondronet ne contenant pas réeUement plus de 1 à 2 pour 100 de créosote.

succès. On a fait aussi usage avec avantage du sulfate de cuivre et du mélange de sulfure de barium et de sulfate de fer. Quant au sulfate de fer isolé et au pyroiignite , étant acides , ils ont l'inconvénient d'attaquer le bois. Le chlorure de zinc est peu efficace.

En France, toutes les traverses en chêne des chemins de fer de Rouen et du Havre ont été immergées dans un bain de sulfate de cuivre. Il a été bien reconnu que le sulfate ne pénétrait pas au delà de l'aubier, mais en imprégnant l'aubier il prolonge la durée de la traverse dont Taubier est toujours la première détruite. C'est du moins ce qu'assurent avoir constaté les ingénieurs de ces chemins.

Au chemin du Nord, où l'on a employé le même procédé pour un certain nombre de traverses , on a cru trouver sur les bois ainsi préparés une diminution de résistance assez sensible. Au chemin de Strasbourg, une partie des traverses en chêne ont été préparées par ce procédé.

La créosote est trop chère en France pour que l'on ait pu jusqu'à ce jour en faire usage sur une grande échelle.

Au chemin du Nord , on a préparé un grand nombre de traverses par le procédé Boucherie modifié , et en se servant de sulfate de cuivre. Le résultat paraît satisfaisant. Pour appliquer ce procédé , on prend une pièce de bois de hêtre généralement ronde, ayant deux fois la longueur d'une traverse, on la couche sur le sol , et , à égale distance des extrémités , on donne un trait de scie qui laisse intacte une petite portion de l'épaisseur à la partie inférieure; faisant passer ensuite une calle sous la traverse au-dessous du trait de scie, comme l'indiquent les figures 99, 100 et 101, on élargit la fente. Dans cette fente , on introduit un bout de corde plus épais au milieu qu'aux extrémités , et sur lequel on place un entonnoir qui reçoit du sulfate de cuivre en dissolution , au moyen d'un tuyau en caoutchouc, communiquant avec un réservoir supérieur. Le liquide pénètre à droite et à gauche dans les deux traverses. La sève sort d'abord par les extrémités, puis lorsqu'elle s'est