COMPARAISON DES TRACÉS

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 contre-forts ou coteaux qui s'avancent de l'un ou de l'autre côté, ou abréger le chemin en coupant ces contre-forts.

L'ingénieur a donc à choisir en même temps entre plusieurs directions et plusieurs pronls, et il n'a, pour calculer les avantages respectifs de ces différents tracés, que des données très-variables ou très-incertaines : le chiffre du tonnage, sur lequel on se trompe presque toujours, les frais de construction, dont un des éléments, l'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.

11 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 cetlo 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 une vingtaine d'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 Stock ton, desservi aujourd'hui par des machines, devait 1 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 fût 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 : celte 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

TRACÉ DES CHEMINS UK FEU

d'un gpnd nombre de voyageurs à 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 railpays. 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 à Manchester, et de Darlington à Stockton, construits il y a trente ou trente-cinq 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 chemiu de fer, toutes les Ibis qu'on se sert de machines, est, comme l'a 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, fis forment par leur réunion un seul et même appareil, une immense machine.

Comment donc poser des principes absolus pour le tracé des 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 le matériel ou même dans l'art de les 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 des tracés, et qui se trouveront complétées par l'indication des limites de courbure ou de pentes

1 Ou manque roniplrlcnient de Iiom> pour «pprécicr la nVùstancc »lan* les courtes «le <)ilï«'rent« rayon», à <t i Ci <• renies vile<»es. ;mv un matériel donné.

LIMITES DE œilUHRE.

adoptées dans certains cas donnés pour le tracé des chemins de 1er.

Limbe» d« courbure. — * Les courbes sur les chemins de fer à grandes vitesses les mieux exécutés ont en général de 800 à 1,000 mètres de rayon au moins (chemins de Liverpool à Manchester, Liverpool à Birmingham, Londres à Birmingham, Londres à Bristol, Paris à Rouen, Paris à Lyon, Lyon à la Méditerranée, Nord, Paris à Strasbourg). Sur quelques chemins de fer d'Autriche, on n'a pas craint de réduire le rayon des courbes à 180 mèlres, mais on ne marche sur ces chemins qu'à de petites vitesses (50 kilomètres à l'heure), arec des machines à 0 ou 8 roues à essieux mobiles du système américain. Sur les chemins américains, construits, à la vérité, il y a quelques années, on est descendu même au-dessous de cette limite.

Aujourd'hui, selon M. Couche, les Allemands renoncent assez généralement à l'emploi du matériel américain ; ils cherchent à atteindre, au prix même de sacrifices assez grands, un rayon minimum de 500 à 600 mèlres. C'est dans les stations seulement 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 l'ont, en Allemagne, presque exclusivement par les changements de voie.

En France, néanmoins, le nouveau cahier des «.barges admet une courbure minima de 350 mètres lorsque l'ancien n'admettait que «00 mètres.

Un rayon de 200 à 300 mètres suflit lorsqu'on emploie des chevaux courant au trot, ou qu'on se sert de machines traînant de fortes charges à de très-petites vitesses (chemin de Roanne, chemins des houillères de Neweastle et du pays de Galles).

Enfin, avec des chevaux allant au pas, on pourra adopter un raum aussi petit qu'on le voudra, ptiisqif alors l ien n'empêchera «l'employer les roues mobiles sur I essieu, le système Laignel eu tout autre diminuant la résistance dans le circuit.

« Les courbes d'un très-faible ra\on ne doivent plus d'ailleurs être considérées comme des obstacles insurmontables, dit M. Boulanger, même pour les grosses machines à marchandises à six roues i. it

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 exécutée provisoirement autour de la montagne du Steinberg, avec une rampe de 0U,006 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 interrompu. »

Le fait articulé par M. Boulanger est vrai. Mais nous ajouterons, pour qu'on n'en tire pas des conséquences trop absolues, qu'en passant dans les courbes de 150 mètres avec une machine à six • roues on a fait un véritable tour de force, afln de ne pas interrompre le service, que les machines ne marchaient qu'au pas, qu'elles éprouvaient et qu'elles faisaient éprouver à la voie 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.

Ainsi le chemin de Liverpool à Manchester entrait anciennement à Manchester avec une courbe de 200 mètres, et il se soudait au chemin de Newton par une courbe de 560 mètres.

Sur le chemin de Vincennes, on arrive à la station de Paris par une courbe dont le rayon n'est que de 225 mètres.

Dans les gares belges, on rencontre souvent des courbes de 200 mètres. Les anciennes machines Stephenson à six roues, trèscommunes en Belgique, y passent assez facilement ; par exception, cependant, on descend quelquefois à 150 mètres avec les nouvelles machines dans lesquelles un des essieux est placé à l'arrière de la boite à feu; il convient en général de donner à ces courbes de 250 à 500 mètres de rayon.

On évite avec un soin particulier les courbes de petit rayon sur les fortes rampes, où les chariots descendants marchent souvent animés d une grande vitesse, et où les chariots montante éprouvent un surcroît de résistance. Sur le chemin de Vienne à Trieste, toutefois, on s'est trouvé conduit par la configuration du terrain à

LIMITES lit PKNTK. 1C!S

réduire le rayon des courbes à 1 81) mètres, même sûr des rampes très-fortes au passage des montagnes ; sur celui de Heilbronn à Friedrichshafen, le rayon des courbes n'est que de 227 mètres, les pentes étant de 22 millimètres. Les nouvelles machines trèspuissantes de M. Beugnot sont construites pour passer dans des courbes de 100 mètres de rayon.

Lorsque deux courbes tournées en sens contraire viennent à la suite l'une de l'autre, il convient de les séparer par un aliynement qui ait la longueur d'un convoi au moins : de cette manière le convoi ne peut pas se trouver en partie dans une des courbes et en partie dans l'autre. Les changements «le voie courbes en sens inverse sont séparés par des alignements d'une ou deux longueurs de rails.

i.imio-s <i<- |x nt<-. — Sur toutes les grandes lignes récemment construites en France, on s'est attaché à réduire les pentes à 8 ou 10 millimètres, comme au chemin de Strasbourg, et encore n'at-on adopté des pentes aussi fortes qu'au passage des portions les plus accidentées sur une petite partie du parcours, tandis que partout ailleurs on s'est attaché à ne pas dépasser la limite de 5 à 6 millièmes. Sur le chemin de Lyon, la pente de 8 millim. s'étend sur un parcours de 56 kilomètres; au chemin de Strasbourg, celle de 8 millimètres sur 20 kilomètres ; sur celui d'Orléans, les rampes d'Étampes, inclinées également de 8 millimètres, ont G,500 mètres de longueur. Au chemin de Londres à Bristol, on trouve une rampe d'environ 1 centimètre, de 5,000 mètres de longueur, et, au chemin de Liverpool à Manchester, des rampes de 11 à 12 millièmes sur un parcours de 2,100 mètres; enlin, sur les chemins de Londres à Brighton et de Londres à Douvres faisant partie de la grande ligne de Londres à Paris, les locomotives remontent un pente de 1 centième sur 5,000 mètres de longueur.

Sur les chemins de Versailles, construits à une époque où l'administration des ponts et chaussées attachait encore une importance extrême aux faibles pentes, il n'a pas été permis de dépasser 5 millièmes, si ce n'est sur une faible partie du parcours du chemin de la rive gauche à l'entrée de Versailles. Il est incontestable cependant que sur cette ligne, où les machines marchent rarement avec

une charge complète, on aurait pu, sans inconvénient, tolérer des pentes de 8 à 10 millimètres, comme sur le chemin de Londres à Croydon, ce qui eût considérablement diminué la distance à parcourir et les frais de construction du chemin.

La limite de pente de 10 à 42 millimètres, adoptée sur les chemins français et anglais, quand on ne traverse pas de véritables montagnes, est aussi celle que l'on a cherché à ne pas dépasser en Allemagne, et même aux États-Unis.

Dans les régions montagneuses, là où il faudrait exécuter des travaux gigantesques pour descendre à des inclinaisons de 10 à 1*2 millimètres seulement, on admet aujourd'hui des pentes qui s'élèvent jusqu'à 35 millièmes et sur lesquelles pourtant on continue à remorquer les convois avec des machines locomotives (chemin d« Turin à Gènes). Aux États-Unis on a même admis une pente de 5 centimètres et demi, mais seulement sur un chemin provisoire- (Voir la note aux Documents).

Ce n'est qu'en gravissant des pentes de 20 à 35 millièmes qu'on ;i pu traverser les Alpes noriques et juliennes entre Vienne et Trieste, les Alpes rudes entre Heilbronn et Friedrichshafen, le Uichtelgebirge entre Neuwmarkt et Marckschorgast, et les Alpes génoises entre Turin et Gènes. C'est ainsi que l'on traversera le Jura entre Pontarlier et Lausanne, Pontarlier et Neufchâtel, le Luckmauier entre Coire et Bellinzone.

Les pentes dépassant 20 millimètres ne se trouvent pas en Europe uniquement sur les chemins allemands, suisses ou italiens. En Angleterre même, on rencontre sur le chemin de Birmingham à Gloucester une rampe de 27 millimètres, longue de 5,440 mètres; srtr celui d Édimbourg à Glasgow, une rampe de 24 millimètres sur 2, 400 mètres de longueur, et une rampe de 20 millimètres sur relui de Manchester à Leeds. Sur les chemins aboutissant au port d Hartlepool, on remonte des pentes plus fortes encore; mais ces chemins sont plutôt consacrés au transport du charbon qui descend vers ce port qu'à celui des voyageurs.

La question des pentes fortes sur les chemins de fer et de l'emploi des locomotives pour les remonter a été traitée d'une manière tant à luit supérieure par M. Couche, ingénieur en chef des mines,

unîtes de narre. w%

dans un article des Annales des mines intitulé : Influence du progrès des locomotives sur le trace des chemins de fer*.

Nous engageons ceux de nos lecteurs qui voudraient l'approfondir à consulter ce Mémoire.

Bien des personnes pensent que I on pourrait dépasser même les pentes que nous venons d'indiquer en gravissant ces fortes rampes à l'aide de machines fixes. C'est ainsi que l'on a établi un grand pl. n incliné aux abords de la ville de Liège et qu'on Ta desservi à l'aide de machines lixes. Mais l'emploi des plans inclinés à machines fixes sur les chemins de fer a l' inconvénient d'occasionner une grande gêne dans le service «le l'exploitation ainsi que de grands retards, et il n'a pas même toujours l'avantage qu'on serait tenlé de lui supposer, de réduire notablement les Irais de construction. En efTel, le tracé sur ces sortes de plans inclinés n'admettant pas de grandes sinuosités et des pentes variées, on se trouve conduit, pour le plier à ces conditions, à exécuter des travaux d'art et de terrassement souvent considérables. Ainsi, sur le plan incliné de Liège, long de 4,000 mètres, le cube des terrassements s'est éle\é à 560,000 mètres cubes.

Les transports s'effectuent aussi avec économie >ur une pente de 5 à 6 millièmes. Sur le chemin de Rive-de-Gier à Givors (partie du chemin de Saint-Etienne à Lyon), les chariots descendent par l'effet seul de la gravité et remontent à l aide de machines ou de chevaux.

Si par nécessité toutefois ou par raison d'économie, sur de petites lignes de second ordre, on fait usage de plans inclinés, ou peut sans inconvénient leur donner, pour le transport des marchandises, l'inclinaison naturelle du sol, quelque forte qu'elle soit; mais on ne saurait transporter sans danger des voyageurs sur des pentes qui dépassent celles des plans inclinés de l'ancien chemin de Roanne à Saint-Êtienne, et dont la limite était de 5 centièmes.

L'autorité, en Angleterre, a défendu tout transport régulier de voyageurs sur le chemin de Cromfort à Pcakforest dans le Derbyshire, parce que la pente s'y élevait en plusieurs points jusqu'à 1 1 centièmes.

' Annalfi det mines. 2* livraison Je 185'i.

1CG TRACÉ DES CHEMINS DE FER

Le chemin doit, autant que possible, entrer dans les stations extrêmes en rampes de 2 ou 5 millièmes. Ces rampes ont un double but : celui de ralentir les convois à l'arrivée et celui d'en faciliter le départ.

Dans les stations intermédiaires, ouïes trains partent tantôt dans une direction, tantôt dans l'autre, et où l'on est obligé quelquefois de faire pottsser les wagons sur les voies de garage par des hommes dans tous les sens, le rail doit être de niveau.

Il faut aussi établir le chemin de niveau à l'emplacement des changements de voie ou dans toute autre partie où la résistance se trouve déjà augmentée par d'autres causes que la pente.

Nous avons dit que la théorie des machines locomotives était encore trop incomplète et le mode de construction de ces machines encore trop variable pour qu'on pût déterminer, par des calculs certains, des rapports mathématiques entre les dimensions de ces moteurs et !<• tracé d'un chemin de fer. Nous indiquerons néanmoins, au chapitre des locomotives, quelle est la marche que l'on doit suivre si on veut se contenter d'approximations. On prend alors pour types certains modèles de machines en usage et pour hase du calcul certains résultats d'expérience.