INFLUENCE DU VENT ET DES NEIGES

rains glaiseux qui ne fournissent que de très-mauvais produits pour la confection des remblais adjacents. Dans le premier cas, l'économie n'est qu'apparente, car elle est plus que compensée par les pertes d'intérêts qui sont la conséquence d'un accroissement de durée des travaux, et qui , pour un chemin de fer, peuvent être énormes. Dans le second, la dépense peut dépasser de beaucoup les prévisions. En fût-il autrement d'ailleurs, le danger des éboulements auxquels on est exposé de la part des talus glaiseux de la tranchée ou des remblais en mauvaise terre est bien plus redoutable pour un chemin de fer que pour une route.

// faut, par conséquent, détourner souvent le tracé d'un chemin de fer pour éviter certains terrains difficiles, ou recourir aux dépôts et aus emprunts.

Inflaenee du vent et des neiges. — On a été conduit, en étudiant le chemin de Trieste à Venise, à reconnaître qu'un certain tracé, qui d'abord avait obtenu la préférence, laissait les trains exposés , pendant la plus grande partie de leur trajet, à des vents dont la violence et la continuité seraient un obstacle très-grave pour le service, et on a renoncé à ce tracé.

// importe donc, en étudiant le tracé des chemins de fer, de se rendre compte de V action que les vents pourraient avoir sur la marche des convois.

Il faut aussi, dans les pays de montagnes surtout , diriger les tracés de manière à se préserver, autant que possible, des amas de neige,

CondltioBs stratégtiiaeB. — Le tracé d'un chemin de fer répondrait-il aux besoins du commerce et offrirait-il aux voyageurs toute la sûreté possible, cela ne suffirait pas encore; il faut aussi qu'il soit habilement combiné pour la défense du pays.

On divise en général les voies de fer stratégiques en voies parallèles à la frontière et voies perpendiculaires ,

Il est essentiel que les voies parallèles , surtout si elles sont toisines de la frontière, soient protégées j^ar vn obstacle naturel

quelconque, tel quun grand fleuve ou un rempart de hautes montagnes.

Les voies stratégiques, destinées à porter rapidement les troupes à de grandes distances, doivent être le plus directes possible. Elles n'ont, au point de vue militaire, que les places fortes pour stations. Elles doivent être tracées de manière à ne fournir à Tennemi, aux abords de ces places, aucun abri soit dans les tranchées , soit dans les remblais , contre le feu des batteries. Les lignes qui peuvent être enfilées par le feu de la défense sont considérées comme bien préférables à celles qui ne peuvent être battues que transversalement.

On doit aussi éviter, aux abords des places fortes, les tranchées qui peuvent donner écoulement aux eaux de l'inondation, et tout ouvrage d'art difficile i détruire et qui pourrait livrer passage aux assaillants. Quelquefois on loge le chemin de fer dans les fossés de la place (Belfort).

OPBAATIOHft COirSTITTAKT l'ÉTUDR PROPaSMEHT DITE.

Après ces considérations générales sur le tracé des chemins, de fer passons aux opérations qui en constituent l'étude proprement dite.

Cette étude n'est plus, en France du moins, exclusivement abandonnée aux ingénieurs. Le Gouvernement, représenté par le conseil d'Etat et par une commission consultative composée d'hommes distingués, choisis dans toutes les branches de la haute administration , en prend aussi sa part. Il étudie le trace au point de vue de la politique et de la défense du pays ; les ingénieurs ou les Compagnies Tétudient au point de vue de la spéculation. La tâche des Compagnies se trouve donc ainsi simplifiée, car le Gouvernement les renferme dans un cercle d'oii il ne leur est pas permis de sortir. Il limite le nombre des directions sur lesquelles les Compagnies peuvent arrêter leur choix. Quelquefois même, il prescrit celle qu'il considère comme étant la seule à laquelle il puisse donner son ap-

ÉTUDE PROPREMENT DITE. iOl

probation , ou il la fait étudier par ses propres ingénieurs. Les projets de tracés fournis par les Compagnies ne peuvent d'ailleurs être mis a exécution, qu'après avoir été soumis successivement à l'examen du conseil des ponts et chaussées , du comité du génie et de 'la commission consultative, qui les rectifient s'il y a lieu , dans l'intérêt des localités et de la défense du pays.

Les Compagnies, ainsi débarrassées du soin de sauvegarder les intérêts généraux, n*ont qu'à rechercher le tracé le plus avantageux financièrement parlant, en sorte que la question peut se poser pour leurs ingénieurs à peu près en ces termes : Quel est le tracé qui , eu égard à la dépense et aux revenus, procurera, dans un certain temps, les plus grands bénéfices.

C'est en nous plaçant à ce point de vue que nous allons essayer d'y répondre.

Nous appelons bénéfice la différence entre le revenu et les frais d'exploitation « en comprenant dans ces frais d'exploitation non^seulement les dépenses de traction immédiate , d'entretien du chemin et les frais généraux, mais encore l'intérêt du capital engagé dans la construction. Les revenus se composent des taxes prélevées sur les voyageurs et sur les marchandises transportés par le chemin , taxes qui sont ordinairement perçues à raison de tant par voyageur ou par tonne de marchandises transportés à un kilomètre. Le meilleur tracé sera donc , pour une même circulation et une même longueur de parcours, celui pour lequel les frais d'exploitation par voyageur ou par tonne de marchandises et par kilomètre , y compris l'intérêt des capitaux et dépenses d'entretien , seront un minimum.

Mais, dès qu'on aborde le calcul de ces frais, on ne peut manquer de faire une observation importante , c'est que la dépense d'exploitation calculée pour une certaine unité, tonne de marchandises , ou voyageur, se divise en deux parties distinctes : Tune, qui diminuant lorsque la quantité totale de voya-

i02 DU TRACE DES CHEMINS DE FER.

geurs ou de marchandises augmente , comprend les intérêts , l'amortissement du capital, et les frais d'administration ^ entretien, etc., etc. La seconde, qui tout à fait indépendante de cette quantité, se compose des frais de traction immédiate. Or généralement, lorsque, pour améliorer le chemin, on augmente le capital engagé dans la construction , les frais de traction diminuent et les frais d'entretien peuvent, suivant les circonstances, diminuer, augmenter ou rester stationnaires. Si donc, dans ce cas, la diminution opérée par Tamélioration du chemin sur les frais de traction et sur les frais d'entretien, pour chaque tonne de marchandises ou pour chaque voyageur, excède la portion d'intérêt et d'amortissement du nouveau capital dont cette amélioration grèvera le transport de la tonne ou du voyageur, il est clair que la somme des frais d'exploitation sera réduite , et que par conséquent l'amélioration sera motivée.

Mais la diminution sur les frais de traction produite par des améliorations dans le tracé sera indépendante de la circulation sur la route, les intérêts au contraire et l'amortissement du nouveau capital , par unité transportée , deviendront d'autant plus faibles , que la circulation sera plus active. Nous arrivons ainsi à poser ce principe que nous avons déjà indiqué dès le commencement de ce chapitre :

Le trace le plus parfait au point de tue technique n est pas toujours le plus convenable. Il nest géneraletnent avantageux d'améliorer un chemin de fer et même une voie de communication quelconque , ou en d'autres termes , d'adopter pour ce chemin ou cette voie de communication, un mode de construc^ tion et un tracé plus parfait, en augmentant le capital engagé, que lorsque la circulation est plus active.

Ce n'est là qu'une conséquence de ce grand axiome industriel que les manufactures assurées d'un grand débit peuvent et doivent seules employer les machines les mieux construites et les plus coûteuses. Quelque évident qu'il soit, on l'a si souvent oublié dans l'étude des chemins de fer, qu'il nous a paru néces-

£TUDB PROPREMENT DITE. 103

«aire de ne pas traiter la question des traces sans commencer par le rappeler.

Revenons actuellement à la comparaison des traces possibles pour une même ligne.

Ciomparer différents tracés , avons-nous dit , ce n'est ordi* nairement pour l'ingénieur qu'en rapprocher les revenus et les dépenses. Rien de plus facile en apparence que ce travail ; suivons cependant l'ingénieur dans ses opérations, et nous verrons combien, dans certains cas, elles exigent d'étude, de connaissances spéciales et de talent.

Nous avons montré précédemment que le choix d'un tracé dépendait autant de la circulation présumée que de la configuration du terrain. La première question dont Tingénieur ait à s'occuper est donc celle du tonnage probable en voyageurs et marchandises. On apprécie facilement les nombreuses difficultés qui se présentent pour réunir les éléments d'une réponse.

Ce travail achevé; l'ingénieur étudiera le terrain, d'abord au moyen de la carte seulement , marquant entre les deux points extrêmes ceux par lesquels il sera important de passer, puis il tracera les lignes qui, touchant à ces différents points, paraîtront le plus convenables pour le tracé d'une voie de com» munication.

Lorsque la configuration du sol permet de poser les chemins à peu près en ligne droite sans travaux extraordinaires, le choix est facile ; mais , dans les pays accidentés, il se présente un grand nombre de lignes qui paraissent au premier abord satisfaire aux conditions exigées pour le meilleur tracé. Chacune a ses avantages particuliers et ses inconvénients , qu'on ne peut apprécier avec exactitude sans avoir obtenu par des opérations géodésiques un relief du terrain. Ces opérations sont toujours coûteuses, et l'on doit éviter de les multiplier; il faut donc que l'ingénieur, doué d'un coup d'œil sûr et rapide, choisisse à la seule inspection du terrain celles qui doivent faire l'objet d'études spéciales, puis qu'il détermine par des nivellements la

hauteur des difiérents points du sol, suivant chacune de ces directions et à quelques dizaines de mètres à droite et à gauche.

Il lui reste ensuite à profiler ses tracés, c'est-à-dire à en déterminer les pentes. C'est alors surtout qu'il est obligé de déployer une grande sagacité, car on conçoit qu'entre deux points donnés, sans même s'écarter d'une certaine direction, il existe un grand nombre de profils différents possibles. Si , par exemple, ces deux points sont séparés par une montagne, on peut, en suivant toujours la même ligne , gravir la montagne d'un côté jusqu'au sommet pour ensuite descendre de l'autre côté, ou bien ne la gravir que jusqu'à une certaine hauteur et la traverser par un souterrain, ou enfin ouvrir un souterrain dès qu'on en atteindra le pied. On peut aussi, dans une vallée, suivre toutes les sinuosités auxquelles donne lieu la projection des contreforts ou coteaux qui s'avancent de l'un ou de l'autre côté , ou abréger le chemin en coupant ces contreforts.

L'ingénieur a donc à choisir en même temps entre plusieurs directions et plusieurs profils , et il n'a pour calculer les avantages respectifs de ces différents tracés que des données trèsvariables ou très-incertaines : le chiffre du tonnage sur lequel on se trompe presque toujours , les frais de construction dont un des éléments, T indemnité aux propriétaires, est surtout bien difficile à apprécier , et enfin les frais d'exploitation qu'on est loin encore de pouvoir établir avec une parfaite exactitude.

Il ne faut pas s'étonner par conséquent des défauts qu'on a signalés dans le tracé de presque tous les chemins de fer exécutés jusqu'à ce jour.

«< Les voies de cette espèce aujourd'hui en activité , disait M. Paulin Talabot» directeur du chemin de Lyon à la Méditerranée, dans un mémoire inédit, écrit il y a déjà quelques années , ont été exécutées à peu près au hasard et sans que l'ingénieur ait pu se rendre compte des conditions du problème qu'il avait à résoudre. •

<• Ainsi le chemin de Darlington à Stockton, desservi aujour*

ËTUDE PROPREMENT DITE. 105

d'hui par des machines , devait l'être par des chevaux dans la plus grande partie de sa longueur. On n*a déterminé le système des moteurs qu'on emploierait sur le chemin de Liverpool , qu'après que ce chemin a été exécuté, renversant ainsi l'ordre logique qui voulait que le tracé fut fait pour le moteur, et non le moteur pour le tracé. Ce n'est pas seulement sur le choix du moteur que l'on s'est trompé dans l'étude du chemin de Liverpool à Manchester ; les erreurs commises sur le chiffre et la nature du tonnage n'ont pas été moins graves : cette ligne avait été tracée dans la prévision d'un transport considérable de marchandises à la vitesse de 16 à 20 kilomètres par heure; aujourd'hui, au contraire, elle sert au transport d'un grand nombre de voyageurs i grande vitesse, et d'une quantité médiocre de marchandises. ••

<« Les machines locomotives ne ressemblent en aucune manière à celles que l'on employait avant la construction de ces deux railways. Le poids , la force, la vitesse , le mode de construction de ces machines, tout cela a changé, tout cela varie encore tous les jours. »

Ce que M. Talabot disait du tracé des chemins de Liverpool a Manchester et de Darlingten à Stockton , construit il y a vingt-cinq ou trente ans , on peut le dire également de celui de chemins beaucoup plus récemment établis. Aujourd'hui plus que jamais on altère à chaque instant et le mode de construction et la puissance des machines. Le problème du tracé d'un chemin de fer, toutes les fois qu'on se sert de machines, est, comme Ta dit avec beaucoup de justesse M. Minard , un véritable problème de mécanique. Le chemin et son système de chariots et de locomotives ont entre eux une telle corrélation qu'on ne saurait les considérer isolément; car la moindre imperfection dans l'une des parties , le moindre défaut d'harmonie entre ces différents objets , ont une influence destructive sur l'ensemble. Ils forment par leur réunion un seul et même appareil , une immense machine.

Comment donc poser des principes absolus pour le tracé des

106 DU TRÀGfi DES CHEMINS DE FER.

chemins de fer, même en se bornant à étudier la question au point de vue technique et financier, comment surtout y appliquer le calcul mathématique , lorsqu'on manque de données pour estimer exactement la résistance dans certains cas^, et que chaque jour amène d'importants changements dans leur matériel ou même dans l'art de le construire? On est réduit, nous regrettons de le dire , à se contenter de quelques règles empiriques déduites de l'étude des chemins de fer déjà établis, règles dont la plus grande partie a déjà été exposée précédemment en traitant des considérations générales qui doivent présider au choix dçs tracés et qui se trouveront complétées par l'indication des limites de courbure ou de pentes adoptées dans certains cas donnés pour le tracé des chemins de fer.

Les courbes sur les chemins de fer à grandes vitesses les mieux exécutés ont en général de 800 à 1000 mètres de rayon au moins (chemins de Liverpool à Manchester, Liverpool à Birmingham , Londres à Birmingham , Londres à Bristol , Paris à Lyon, Paris à Strasbourg). Sur quelques chemins de fer d'Autriche , on n'a pas craint de réduire le rayon des courbes à 190 mètres , mais on ne marche sur ces chemins qu'à de petites vitesses (30 kilomètres à l'heure), avec des machines à 6 ou 8 roues à essieux mobiles du système américain.

Ces chemins ont été construits il y a quelques années. Aujourd'hui, selon M. Couche, les Allemands renoncent assez généralement à l'emploi du matériel américain , 5 ou GOO mètres de rayon est le minimum qu'ils cherchent à atteindre au prix même de sacrifices assez grands. Ce n'est que dans les stations que les ingénieurs admettent sans scrupule des rayons qui nous paraissent d'une petitesse excessive, et dont l'influence sur le matériel est d'autant plus destructive que les manœuvres se font, en Allemagne, presque exclusivement par les changements de voie.

1. On mflnque complètement de hases poar apprécier la résistance dans les oourbM de diÂkants rayona, h différentes vitetaes ft?to un milérMl donné.

ÉTUDE PROPilEMENT dlTB. i07

Un rayon de 3 à 800 ihëtres nrfSt lotBqn'cm emploie des chevaux courant au trot , ou qu'on se sert de machihes traînant de fortes charges à de très-petites vitesses (diemih de Roanne à Saint-Étienne . chemin des houillères de Newcastle , et du pays de Galles méridional).

Enfin , avec des chevaux allant au pas , on pourra adopter un rayon au^si petit qu'on le voudra , puisqu'alors rien n'empêchera d'employer les roues mobiles sur l'essieu , le système Laignel ou tout autre système ayant pour but de diminter la résistance dans le circuit.

«i Les courbes d'un très- faible rayon ne doivent plus d'ailleurs être considérées comme des obstacles insurmontables, dit M. Boulanger * , même pour les grosses machines à marchandises à six roues couplées , telles que celles du chemin de Paris à Strasbourg. On sait en effet que le service du matériel et de la traction de cette Compagnie, placé sous la direction de M. Sauvage, a exploité pendant quatre mois et sans aucun accident l'embranchement de Metz à Forbach , sur la voie de ceinture exécutée provisoirement autour de la montagne de Steinberg, avec une rampe de O'^OOâ et des courbes de 150 mètres de rayon. On avait eu le soin d'augmenter quelque peu l'écartement des rails , de manière à diminuer les frottements. On usa quelques bandages, mais le service ne fut pas inter^ rompu. I*

Le fait articulé par M. Boulanger est vrai. Mais nous ajouterons, pour qu'on n'en tire pas des conséquences trop abso* lues , qu'en passant dans les coarbes de 150 mètres avec une machine à six roues on a fait un véritable tour de force afin de ne pas interrompre le service , que les machines ne marchaient qu'au pas et qu'elles éprouvaient une fatigue excessive

Dans le voisinage des villes , ou aux points d'intersection avec les routes, lorsqu'il faut diminuer la vitesse, les courbes peuvent avoir de moins grands rayons.