DES COMMUNICATIONS INTÉRIEURES EN CÉNÉHAL

Les Romains sont vraisemblablement les premiers qui aient établi <les routes régulières dans la Grande-Bretagne. Ces routes n'étaient, à proprement parler, que des voies militaires destinées à éclairer le pays, et à assurer une communication facile entre les divers corps d'armée répandus sur la surface du territoire. Elles étaient ordinairement dirigées en ligne droite d'un poste à l'autre; et comme les troupes occupaient les hauteurs afin de mieux surveiller les mouvemens de l'ennemi, le tracé, au lieu de suivre la plaine et les contours des vallées, s'élevait constamment sur les sommets des collines. Aussi toutes ces routes étaient inégales et onduleuses, comme on peut en juger d'après celles qui subsistent encore de nos jours. Du reste, elles étaient construites avec soin, établies sur de solides fondations, pavées de larges dalles, et supérieures, sous tous les rapports, aux sentiers étroits et marécageux ouverts sans art par les premiers babitans du pays.

Les voies romaines, malgré leurs imperfections, suffirent, pendant plusieurs siècles, aux besoins du commerce; elles offraient un passage convenable aux bêtes de somme, alors exclusivement employées pour le transport des marchandises; mais elles devinrent complètement

insuffisantes, du moment où les progrès de l'industrie firent sentir la nécessité d'adopter un mode de transport applicable aux objets d'un grand poids. L'usage des bêles de somme ne se conserva que dans quel-: qties cantons montagneux de l'Ecosse et du pays de Galles, où U s'est maintenu jusqu'à nos jours, et l'on y substitua l'emploi des traîneaux , qui permettaient déjà d'appliquer à un fardeau unique la force de plu- * sieurs chevaux. Bientôt après on mit en usage les voitures à roues, système plus parfait , dont on retrouve l'idée première dans les chars de guerre des anciens Bretons ; et il fallut dès lors remplacer les voies militaires des Romains par les routes ordinaires.

Plus tard, lorsque le développement de l'industrie réclama des voies de communication plus sûres et plus expédilives, on imagina les chemins à rails. Ce système ne fut employé d'abord que dans des cantons isolés , et sur des points où une masse considérable de marchandises suivait constamment une môme ligne ; mais leur usage ne tarda pas à s'étendre, ainsi que nous l'indiquerons bientôt, en traçant d'une manière spéciale l'histoire de ce genre de chemins.

Les canaux, enfin, si précieux pour le transport des marchandises lourdes et encombrantes, et si généralement employés dans tous les pays manufacturiers, n'ont été introduits en Angleterre que plus récemment encore. C'est en 1755 que l'on fit le premier essai de ce genre; le ruisseau dcSanky fut canalisé, depuis la rivière de Mersey jusqu'à Saiute-Hélens, dans le comté de Lancastre; et ce fut ainsi que l'on préluda à l'exécution de ce vaste réseau de lignes navigables qui s'étend aujourd'hui dans toutes les parties de la Grande-Bretagne.

Les routes ordinaires, les chemins à rails et les canaux, tels sont le» divers modes de communication qui se sont successivement introduits en Angleterre, et qui, aujourd'hui, se partagent le transport des marchandises et des voyageurs. Chacun de ces systèmes présente des

DES CHEMINS DE FER. 3 avantages et des inconvéniens qui lui sont propres; et il est nécessaire de déterminer, dans chaque cas particulier, quel est celui qui remplit le mieux les conditions de sûreté, d'économie et de célérité, si importantes pour le commerce et l'industrie.

Les routes ordinaires peuvent, dans certains cas, mériter la préférence; mais, en général, lorsqu'une masse considérable de marchandises doit suivre la même direction , c'est entre les chemins à rails et les canaux seulement que l'on peut hésiter. Ces derniers, pendant long-lemps, ont été considérés comme offrant une supériorité incontestable; mais les idées ont subi à cet égard de grandes modifications, et l'on pourrait s'étonner d'un changement aussi subit , s'il n'était facile de reconnaître qu'il est le résultat de la nature même des deux systèmes, et que par conséquent il était inévitable. En effet, les canaux, a l'époque même où. ils furent introduits dans la Graude-Bretagne, présentaient, à peu de chose près, le degré de perfection qu'ils ont atteint de nos jours. Quelques améliorations de détails se sont bien introduites dans la construction des ouvrages d'art, dans le mode de passage des bateaux d'un bief à l'autre; mais la disposition générale est restée la même. D'un autre côté, leur nature exclut presque entièrement l'emploi des machines comme moteurs, en sorte qu'ils n'ont pu participer aux avantages que l'industrie a retirés dan* ees derniers temps des progrès de la mécanique.

Les chemins à rails, au contraire, qui, lors de l'introduction des canaux, n'offraient que peu d'intérêt, ont subi, comme tous les arts, un perfectionnement graduel. Leur système de construction permettant, presque sans restriction, l'emploi des moteurs mécaniques, on a vu leur utilité s'accroître à mesure que les machines se sont perfectionnées; et aujourd'hui, enfin, l'application de la vapeur au mouvement des chariots, leur a donné une importance qui mérite de fixer l'attention publique d'une manière vraiment sérieuse.

i TRAITÉ PRATIQUE

Ainsi, pendant que les chemins de fer subissaient chaque jour de nouvelles améliorations, les canaux sont restés stationnaires. 11 était facile de prévoir, dès lors, que les premiers obtiendraient un jour la supériorité, et peut-être cette époque est-elle déjà arrivée. On ne saurait douter, cependant, que la marche lente de l'esprit humain, et la résistance générale opposée aux innovations, n'eussent retardé longtemps encore le développement de cette utile concurrence, si la prospérité du pays n'avait permis aux capitalistes de s'engager dans les spéculations même les plus hasardeuses.

Au reste, on ne peut apprécier exactement le mérite relatif des chemins de fer et des canaux, qu'en acquérant une connaissance approfondie de la nature et des propriétés essentielles de chaque système, et en réunissant une série de faits comparables. C'est pour fournir quelques documens positifs sur les chemins à rails que l'on a entrepris cet ouvrage. On a cherché, par une description précise de leur construction , de leur emploi, et de leurs principaux avantages, à mettre le lecteur en état de les comparer aux autres modes de communication intérieure, et de fixer son opinion sur leur mérite relatif.

CIÏAPITRE II

DESCEIPTIOir DES CHEMINS A RAILS.

Il serait difficile d'indiquer avec précision 1 époque à laquelle Jes chemins à rails furent introduits en Angleterre. 11 paraît cependant que c'est vers le milieu du dix-septième siècle que l'on construisit pour la première fois un chemin de ce genre, destiné à faciliter l'exploitation des houillères de Newcastlc-sur-Tyne.

On Ut, en effet, dans un ouvrage intitulé Chorograp/iie, ou Description de Newcastle-sur-Tine , publié en 1649, par Gray, que plusieurs habitans des provinces méridionales vinrent , dans l'espoir de bénéfices considérables, engager leurs capitaux dans l'exploitation des houillères. M. Beaumont, homme d'un grand mérite, arriva dans les mines avec une somme de 3o,ooo livres sterling (750,000 francs environ). Il y apporta plusieurs machines ingénieuses, alors inconnues dans ces contrées, telles que des tiges pour sonder la profondeur et la puissance des couches de houille, des machines d'épuisement pour les puits de mines, et enfin des waggons ou chariots à un cheval pour transporter la houille aux divers ports de la rivière. Cette dénomination de waggons, que l'on voit ici employée pour la première fois, et qui depuis a été constamment appliquée aux chariots en usage sur les chemins à rails, semble indiquer que ce système de route fut dès lors introduit par M. Beaumont. Mais, sans insister sur ce- point, nous ferons seulement remarquer que, dans un ouvrage publié en 1676 (la vie de lord Keeper North), on trouve une indication précise des chemins à rails employés pour l'exploitation des houillères de Newcastle.

f, TRAITÉ PRATIQUE

« Les transports, y est-il dit, s'effectuent sur des rails en charpente, parfaitement droits et parallèles , établis le long de la route depuis la mine jusqu'à la rivière; on emploie, sur ce genre de chemin, de grands chariots portés par quatre rouleaux qui reposent sur les rails. Il résulte de cette disposition tant de facilité dans le tirage, qu'un seul cheval peut descendre de 4 à 5 chaldrons ( le chaldron de Newcastle équivaut a 53 quintaux ou 2 G 89 kilo. 59. ) ; Ce qui procure aux négocians un immense avantage. »

Il est probable qu'à cette époque le mode de construction de la route offrait la plus grande simplicité; on en trouve du reste la description suivante dans les Voyages métallurgiques de Jaa, en 1 765 (Tom. I"., p. 199). « La largeur de la route est de 6 pieds environ ( i"°.83 ): perpendiculairement à son axe, et à une distance de a à 3 pieds (o m .6i à o n .9i) les unes des autres, sont disposées des pièces de bois transversales, dont réquarrissage varie entre 4 et 8 pouces (o".io à o m .ao); ces madriers ne sont équarris qu'à leurs extrémités. D'autres pièces de bois longitudinales taillées avec soin et ayant 7 pouces (o w .i 8) environ de largeur, sur 5 pouces (o"\i3 ) d'épaisseur, sont placées sur les premières, et forment deux cours de rails parallèles à l'axe de la route, et distans l'un de l'autre de 4 pieds (i".22). Ces rails sont fixés sur les madriers transversaux au moyen de chevilles en bois, qui pénètrent dans ces derniers jusqu'à moitié de leur épaisseur environ.» (V. Pl. I, fig. 1 et 2. )

Ce genre de chemin, que l'on nomme chemin à rails simples (single-way), présentait de nombreux inconvéniens. En effet, quoique l'on donnât aux rails un degré de solidité plus que suffisant pour sup- porter le poids des chariots, ils étaient promptement détériorés par le frottement des roues, et se brisaient avant d'être entièrement usés. On se voyait donc obligé de les renouveler fréquemment, et, comme il fallait conserver la même largeur à la voie, on était dans la né-

DES CHEMINS DE FER. •) cessité de pratiquer constamment de nouveaux trous aux points de jonction des rails avec les madriers transversaux, ce qui ne tardait pas à mettre ces derniers hors de service. Aussi ce genre de route , quoique bien supérieur aux chemins ordinaires sous le rapport de I économie et de la facilité des transports, entraînait des frais considérables de main-d'œuvre et de matériaux pour le renouvellement continuel des rails et des madriers.

On essaya divers moyens de remédier à l'inconvénient que nous signalons. Il est probable que la première idée à laquelle on s'arrêta, fut d'établir des chemins à doubles rails {double-way), c'est-à-dire de couvrir par un nouveau rail celui qui reposait immédiatement sur les pièces transversales. D'après cette disposition , le rail supérieur étant seul exposé à l'action des roues, pouvait s'user presque entièrement, sans que la force de celui qui le supportait fût sensiblement altérée. De plus, la surface sur laquelle roulaient les chariots se trouvant élevée au-dessus du sol, on pouvait remplir la voie de pierres ou de scories jusqu'au niveau du rail inférieur, et prévenir ainsi la prompte détérioration que les pieds des chevaux faisaient éprouver aux traverses.

Les fig. 3 et 4» PI. h représentent ce mode de construction; les rails inférieurs sont fixés sur des traverses semblables à celles du chemin à rails simples ( fig. i ); les rails supérieurs reposent sur les premiers, auxquels ils sont solidement fixés par des chevilles en bois semblables à celles qui fixent le rail inférieur sur la traverse. Dans le chemin à rails simples, les points de jonction doivent nécessairement se trouver sur les pièces transversales, et il en est de môme pour les rails inférieurs dans le chemin à rails doubles. Quant aux rails supérieurs, on peut établir leur jonction en un point quelconque. Les assemblages se trouvent ici placés à distance égale des traverses; mais ils pourraient l'être partout ailleurs.

s TRAITÉ PRATIQUE

On employait généralement, pour former les traverses, de jeunes arbres ou de fortes branches de chêne de 6* pieds ( i m .83) de longueur , sur 5 ou 6 pouces ( o". 1 2 y à o™. 1 5a ) d'équarrissage. Les rails inférieurs étaient, dans le principe, construits en chêne; mais, plus tard, on préféra le sapin. Ils avaient généralement 6 pieds ( i".83 )de Ion gueur, et portaient sur quatre traverses, placées à 2 pieds ( o m .6i ) les unes des autres; ces dernières avaient environ 5 pouces ( o m . 127) de largeur, sur 4 ou 5 pouces ( o". 1 o 1 ou o m .uj ) d'épaisseur; le rail supérieur était ordinairement en bois blanc, et avait les mêmes dimensions qne le rail inférieur.

Les chemins à rails en bois furent généralement employés aux houillères du Northumberland et du comté de Durham, ainsi que dans plusieurs autres provinces de l'Angleterre, où ils restèrent longtemps en usage. Leurs frais de construction et d'entretien étaient considérables; mais ils étaient bientôt couverts par l'économie des transports. Nous voyons en effet que la charge d'un cheval qui, sur une route ordinaire, n'était que de 8 baulls ( 6 hecto. 24), pouvait, sur un chemin à rails, être portée à 19 baulls (14 hecto. 82 ). Cette charge aurait même été plus considérable, si la flexibilité que présente le bois, surtout lorsqu'il est saturé d'humidité, n'eût augmenté la résistance opposée au mouvement des chariots. Lorsque sur quelques points la route présentait des pentes rapides ou suivait des courbes d'un petit rayon, on diminuait la résistance en clouant sur la surface des rails des plaques en fer battu. Cotte disposition, qui offrait de grands avantages, était cependant d'une application difficile, à cause de la tendance qu'avaient les clous à se détacher des rails. Aussi elle ne fut jamais beaucoup employée, et elle devint d'ailleurs entièrement inutile par suite de l'adoption des rails en fer.

A cette époque, les canaux étaient le seul système de communication adopté dans tous les cantons houilliers, et le génie entre-

DES CHEMINS DE FER. g prenant et infatigable de Brindley, ainsi que de plusieurs ingénieurs lia biles, les multipliait dans toutes les parties de la Grande-Bretagne. Les chemins à rails n'étaient employés que pour de courtes distances, et sur des points où les inégalités du terrain excluaient l'usage des (anaux. Les sa va us, ainsi préoccupés par ce mode de communication, portaient peu leur attention sur les chemins à rails; ce qui explique pourquoi leur usage s'est répandu bien moins rapidement que celui des canaux, et pourquoi il existe une aussi longue lacune entre l'adoption des rails en bois et celle des rails en fer. La diminution de frottement produite par l'usage de ce métal sous forme de plaques, a probablement donné l'idée de son emploi exclusif, qui ne paraît cependant remonter qu'à une époque très-récente.

Nous trouvons dans l'ouvrage intitulé : Trans. Highland society, vol. 6, p. 7, les renseignemens suivans, qui ne sont du reste appuyés d'aucune preuve. ««En 1708, les rails en fonte furent pour la première fois substitués aux rails en bois; cet essai ne réussit pas complètement, parce que l'on continua à employer les chariots anciens, dont la charge était trop forte pour la fonte. Néanmoins, vers 1768, on eut recours à un moyen fort simple : on construisit un certain nombre de chariots de plus petite dimension, on les joignit ensemble, et en divisant ainsi la charge , on détruisit la cause principale du peu de succès de la première tentative. » D'un autre côté, M. R. Stevenson, d'Edimbourg, dont les recherches sur les chemins de fer sont fort étendues, s'exprime ainsi: « J'ai visité, il y a quelques années, la grande fonderie de Colebrook-Dale, dans le Shropshire, où le fer coulé fut incontestablement appliqué pour la première fois à la construction des ponts : il résulte des renseignemens que j'ai pu obtenir que ce fut aussi là que l'on fit le premier essai des rails en fonte. 11 paraît, d'après les registres de cette ancienne et importante compagnie, qu'environ 5 ou 6 tonnes de rails furent coulées le i3 novembre 1767, à titre d'expérience, sur la proposition de M. Reynolds, l'un

TRAITÉ PRATIQUE des associés. » Enfin M. Curr, dans son ouvrage intitulé : Coal viewer and engine birilder y publié en 1797, dit que sa première invention a été la construction et l'emploi des rails en fonte, qui furent adoptés pour la première fois à la houillère de Sheffield, environ vingt-et-un ans avant cette époque. Il semble résulter de ces divers document que l'usage des rails en fonte remonte à peu près à Tannée 1770.

Les fig. 5, 6 et 7, Pl. I, donnent l'élévation , le plan et la coupe des rails en fonte de M. Curr, tels qu'ils étaient employés dans les galeries souterraines des houillères du duc de Norfolck, près Sheffield. Les rails ont 6 pieds (t".83 ) de longueur; à l'extrémité de chacun d'eux est percé un trou, à travers lequel on enfonce un clou dans le support. La forme de cette pièce est la môme que pour les rails en bois. Les rails, à leur point de jonction, sont simplement juxta-posés et cloués sur la traverse; un seul clou les fixe sur les traverses intermédiaires.

Les rails de ce genre, nommés raib plats, furent employés sous des formes variées, soit avec des traverses en bois occupant toute la largeur de la route, soit avec des supports à base carrée, tels qu'on les voit représentés fig. 6. En 1 800 , M. Benjamin Outram , ingénieur, en adoptant ce genre de rail sur le chemin de Little-Eton , dans le Derbyshire, remplaça les supports en bois par des dés en pierre (1). M. Outram n'est pourtant pas le premier qui ait adopté ce mode de supports; car feu M. Barns en fit usage en 1797, sur le premier chemin à rails en fonte construit dans les environs de Newcastle-sur-Tyne , de la houillère de Lawson à la rivière.

(1) On emploie aussi comme supports sur les chemins à rails plats, des traverses en fonte. La fig. 1 1 , Pl. I, représente un chemin de ce genre. Le rail est fixé dans le support à l'aide d'un coin a , qui force la saillie b à pénétrer dans une cavité correspondante. Cette saillie du rail n'existe que sur la largeur de chaque support. Nous avons visité aux environ* de Birmingham plusieurs chemins semblables qui servent à transporter la houille et le minerai des puits d'extraction aux usiiies. {Note des traducteurs. )

DES CHEMINS DE FER. it La Pl. I". , fig. 8, 9 et io, représente en plan, coupe et élévation, oe genre de chemin dans son état actuel de perfectionnement. Les rails ont 4 pieds ( i".22)de longueur, et sont posés sur des dés en pierre d'environ i pied(o ra . 3o5 ) carré de base, sur 8 pouces (o ro . 2o3) de hauteur. Chacun d'eux porte à son extrémité une entaille qui , en se réunissant à celle du rail contigu, présente la forme d'un troue de pyramide quadrangulaire renversée. On taille dans le dé une surface parfaitement horizontale pour recevoir les rails; puis l'on perce jusqu'à moitié de son épaisseur environ un trou correspondant à celui que forment les deux entailles; on enfonce dans ce trou une cheville dont la tête maintient solidement les extrémités des deux rails jux la-posés : d e est la surface sur laquelle porte la roue; c e le rebord destiné à maintenir la roue sur cette surface. La hauteur de ce rebord, qui est constante sur toute la longueur du rail , doit être réduite autant que possible , afin de diminuer le frottement. On la fixe généralement à 3 pouces (o".07.6); mais en la réduisant ainsi, on cause une diminution notable dans la force du rail; car la résistance à la rupture est proportionnelle à la seconde puissance de la hauteur, et seulement à la première puissance de la largeur. On est alors obligé, pour compenser cette perte de force, d'ajouter, du côté opposé à d, le renfort indiqué en a/* et a' f . La forme de ce renfort est calculée de manière à donner à toutes les parties du rail une égale résistance; elle est parabolique ou elliptique, comme on le voit dans l'élévation. Les rails que nous venons de décrire, à part quelques légères modifications que l'on y introduit quelquefois, constituent les rails plats les plus modernes. Ils étaient, tout récemment encore, construits en fonte, et ce n'est qu'en 1824 <P*e l ° n a commencé à employer le fer malléable.

Peu de temps après l'adoption des rails en fonte, on a mis en usage le système connu sous le nom de rails saillans (edge rails). Ce système a été employé , en 1789, par M. W. Jessop , sur le chemin de fer de Loughborough. Leur surface supérieure ne portait pas de rebord , et

la partie inférieure présentait une forme elliptique : la roue était maintenue sur le rail au moyen d'un filet saillant ménagé autour de la jante, et de i pouce environ (o m . 02 5 ) de hauteur.

On voit en élévation, fig. P., Pl. H, le genre de rail saillant généralement employé il y a quelques années; il consistait en une barre de fonte de trois ou quatre pieds (©".91 à i".22) de longueur, et de f à ; de pouce ( o".oi3 à o^.oig ) d'épaisseur. La partie sur laquelle portait la roue avait une largeur de 2 pouces à 2 pouces ± ( o m .o5 à o m .o6); le rail était placé de champ, et maintenu dans des coussinets fixés sur les dés. Dans le principe on n'employait pas de coussinets, et les rails portaient à chacune de leurs extrémités deux saillies latérales que l'on fixait sur les supports au moyen de chevilles en fer ou en bois. Quant aux rails en fonte employés aujourd'hui, ils sont représentés Pl. H, fig. 2, 3,4, 5, 6*; leur épaisseur est constante sur toute leur longueur, et leur hauteur varie suivant une courbe elliptique, calculée de manière à ce que tous les points du rail présentent une égale résistance.

Les coussinets, Pl. Il , consistent en une plaque de fonte de 4 pouces ( o". 1 o ) sur 7 environ ( o m . 1 8 ) et de i de pouce ( o*.o 1 9 ) d'épaisseur; la surface supérieure qui doit porter le rail est exactement plane et horizontale. Sur cette base s'élèvent deux rebords saillans parallèles entre eux, qui forment une espèce de cavité où viennent s'assembler les extrémités des rails; ceux-ci sont fixés au moyen de chevilles en fer qui traversent des trous correspondans, percés dans l'extrémité des rails et dans les parties saillantes du coussinet. Les chevilles empêchent le rail de quitter la cavité dans laquelle il se trouve engagé, et les rebords du coussinet s'opposent en môme temps à tout déplacement latéral. Les supports sur lesquels reposent les coussinets sont formés, soit de dés en pierres, soit de pièces de bois carrées, fortement assujetties dans le sol. Les dés ont généralement 16 à 20 pouces

( o".4o à o".5o) de côté; mais sur le chemin de Liverpool à Manchester, leur base a 24 pouces (o"^! ) de côté, et leur hauteur est de 12 pouces (o".3o5). Quant aux supports en bois, on leur donne 2 à 3 pieds (o".6i à ©".91 ) de longueur, sur 10 pouces (o".25) de largeur, et 4 à 8 pouces ( o".io à o'".2o) d'épaisseur. Ils sont généralement construits en bois de chêne, provenant de la démolition de vieux navires; quelquefois ils régnent sur toute la largeur de la voie, comme dans les anciens chemins à rails en bois.

Les rails, ainsi que nous venons de le dire, sont maintenus bouta bout par deux chevilles qui traversent les rebords saillans du coussinet; ils portent donc directement sur le coussinet lorsque les chevilles ont du jeu, et sur les chevilles mêmes lorsqu'elles sont fortement serrées dans les trous. Dans les deux cas, pour que la ligne des rails soit bien continue, il faut que la surrace du terrain sur laquelle reposent les dés présente partout la même solidité. Dans le cas contraire, et si le coussinet n'est pas placé sur la verticale passant par le centre de gravité de la surface inférieure du dé, le poids des chariots qui passent sur les rails déplacera les dés, comme on le voit fig. 1, Pl. II: il en résultera nécessairement un abaissement d'un des côtés de la base du coussinet, ainsi que de l' une des chevilles; et par suite le rail qui y est fixé se trouvera entraîné au-dessous du rail voisin. On ne s'étonnera pas qu'un semblable déplacement soit fréquent, si l'on remarque combien la nature du terrain peut présenter d'obstacles, combien il est difficile de trouver des dés de forme convenable, et combien surtout il est rare que les ouvriers s'astreignent à fixer le coussinet précisément au centre du dé. Aussi, dans la pratique, est-il presque impossible de maintenir les rails dans leur position primitive.

Nous n'entrerons dans aucun détail sur les résultats fâcheux de ces dérangement II est évident que les chocs qui en résultent doivent occasioner des pertes de force vive, et détériorer les chariots et les

t* TRAITÉ PRATIQUE

rails. Aussi Ton a senti promptement la nécessité de faire disparaître cette grave imperfection, et l'on a proposé dans ce but plusieurs systèmes de rails et de coussinets. En 1816, MM. W. Losh de Wallsend et George Stephenson de Killingworth obtinrent un brevet d'invention pour un modèle qui remédie en partie aux inconveniens que nous venons de signaler; il est représenté iig. 4, Pl. H. Les coussinets reposent sur des dés en pierre de la forme ordinaire. Les extrémités des rails sont coupées en biseau sur une longueur d'environ 2 pouces-^ (o m .o63), de telle sorte que, lorsque les deux biseaux sout juxtaposés, la surface du rail présente, au point de jonction, la même largeur que dans ses autres parties; ces extrémités sont maintenues par une seule cheville en fer qui traverse les deux biseaux, ainsi que les rebords du coussinet. La surface sur laquelle porte le rail est convexe; elle est indiquée dans l'élévation par une ligne ponctuée : ce système se nomme assemblage en biseau (Iialf-lap).

Au reste, voici comment s'expriment à ce sujet les inventeurs euxmêmes:

« Nous avons eu pour but, T. de fixer invariablement les extrémités des rails sur les coussinets qui les supportent; a", de les disposer de manière à ce que le bout d'un rail ne puisse s'élever au-dessus du bout correspondant du rail contigu; 3*. de fixer les rails sur les dés , de te)le sorte que, dans le cas où ces derniers viendraient à dévier de leur position verticale, déviation fréquente dans les autres systèmes, l'assemblage des rails ne puisse éprouver aucune variation. Nos rails sont coupés en biseau, et fixés au moyen d'une cheville qui remplit exactement un trou percé dans les rails et les rebords saillans du coussinet; ce trou est placé à la hauteur nécessaire pour que les rails portent sur le fond du coussinet, auquel nous donnons une forme convexe. U résulte de ces dispositions que le coussinet pourra se mouvoir autour de la cheville, en s'écartant de sa position primitive, sans dé-

ranger le niveau des rails, qui continueront à reposer solidement sur la surface convexe de leur base. »

Ce mode d'assemblage, qui offre un perfectionnement évident , a été adopté sur plusieurs lignes de chemins de fer. U préserve presque totalement les chariots des secousses auxquelles ils étaient exposés, et produit une diminution considérable dans la résistance opposée au mouvement des roues, ainsi que le prouve une série d expériences que nous pourrions citer.

Diverses modifications ont été proposées pour ce mode d'assemblage; mais il serait trop long de les rappeler ici en détail. 11 en est deux cependant qui méritent quelque attention (fig. 5 et 6", Pl. U). i°. (Fig. 5.) Les rails sont coupés carrément, et chacune de leurs extrémités porte une échancrure demi-cylindrique, dont le diamètre est égal à celui du trou pratiqué dans le coussinet; les deux bouts présentent ainsi, lorsqu'ils sont réunis, un trou cylindrique où l'on enfonce la cheville qui traverse le coussinet. Cette cheville est sans effet pour maintenir les rails dans le sens de leur longueur; mais elle les empêche de se disjoindre par un mouvement de bas en haut, mouvement qui seul est possible lorsque les rails sont posés.

Dans le second système, représenté fig. 6, on évite le soulèvement des rails sans employer de chevilles. Chaque rail porte à l'une de ses extrémités une saillie qui s'ajuste dans une cavité pratiquée dans le bout du rail contigu. Les rails sont ainsi maintenus dans un sens par cet assemblage, et dans l'autre par les parties saillantes du coussinet. Quant à la base sur laquelle ils reposent, elle est ordinairement plate.

Le mode d'assemblage, représenté fig. 5, Pl. Il, présente un inconvénient que nous devons signaler. Lorsque les rails portent seulement sur la cheville, le dé peut tourner autour de cette cheville comme

axe, sans que l'assemblage se dérange; mais lorsqu'ils reposent sur le ibnd plat du coussinet, le dé ne peut se mouvoir sans forcer la cheville. Cet inconvénient se présente également, quoiqu'à un degré moindre, dans le système de MM. Losh et Stephenson. En effet, lorsque la cheville est serrée dans le trou qui traverse à la fois les bouts des rails et le coussinet, le dé ne peut se mouvoir qu'autour de la cheville comme axe : or, supposons que le rail repose sur le sommet de la base convexe du coussinet, et que le dé commence à s'incliner, on voit que le sommet de la courbe se trouve arrêté dans son mouvement par la surface plate du dessous du rail, qui forme la tangente de l'arc que le point de contact tend à décrire, et qu'ainsi la cheville doit nécessairement se soulever. Au reste, cette imperfection est la seule que présente le mode d'assemblage de MM. Losh et Stephenson, qui s'oppose très-efficacement d'ailleurs à la désunion des rails.

En 1829, M. Losh a obtenu un brevet d'invention pour un nouveau système d'assemblage sans chevilles, (fig. 4' W« H.) La partie du coussinet qui porte les rails est concave, et les parties correspondantes de ces derniers sont convexes. Les rails sont joints à demi-épaisseur par un assemblage d'environ 3 pouces (o'.oyô) de longueur; ils sont réunis au moyen d'une saillie sphérique que l'un d'eux porte intérieurement, et qui s'engage dans une cavité correspondante pratiquée dans l'autre; ils sont d'ailleurs fixés au coussinet par deux saillies extérieures qui pénètrent daas des rainures verticales que présentent les parties saillantes de ce dernier. Cette disposition empêche les rails de se séparer dans le sens de leur longueur, et leur poids suffit d'ailleurs pour les faire porter constamment sur le fond du coussinet.

Les divers systèmes que nous venons de décrire, quoique présentant des avantages incontestables, ne remplissent pas complètement néanmoins une condition essentielle à laquelle doit satisfaire tout chemin de fer. Cette condition , c'est d'offrir aux roues des chariots une

surface continue et parfaitement unie; or, pour qu'il soit ainsi, il est nécessaire ou que les assemblages des rails puissent se prêter au mouvement du dé sur lequel ils reposent, sans produire d'inégalités dans la voie, ou que les dés aient une assiette assez solide pour ne pas être dérangés par le poids des chariots.

Si l'on adopte le premier de ces deux moyens, on pourra considérer la cheville comme centre du mouvement, et donner à la partie inférieure du rail la forme d'un arc de cercle décrit de cette cheville comme centre. La surface de contact du coussinet sera alors soit convexe, soit concave. On pourra encore prendre pour centre du mouvement le poiut d'appui du rail sur le coussinet; et dans ce cas, la cheville devra être placée dans une espèce de rainure circulaire ayant ce point pour centre. Cette disposition s'opposera au déplacement vertical des rails, et permettra en même temps à la cheville d'obéir au mouvement du coussinet , sans déranger la surface de la voie.

Le second moyeu qui a été adopté par M. Stephenson, dans la construction du chemin de fer de Liverpool à Manchester, exige que l'on emploie des dés en pierre d'une grande dimension, et que Ion consolide fortement le terrain qui doit les supporter. Ce système, quoique exigeant une dépense première assez forte, paraît néanmoins devoir être préféré, si l'on peut se procurer facilement la pierre, et préserver la route de l'humidité. On sentira, en effet, combien- il est important de donner immédiatement aux dés toute la solidité désirable, si l'on remarque que leur replacement interrompt la circulation; inconvénient très-grave sur les chemins defer(i).

En i8o5, M. C. Nixon construisit, pour la première fois, aux houillères de Wallbottle, près de Newcastle-sur-Tyne, des rails en fer

(1) Voir la Dote 1 à la lin du chapitre.

i8 TRAITÉ PRATIQUE

malléable. Ces rails étaient formés de barres rectangulaires de 2 à 3 pieds ( o m .6i à o".9i ) de longueur, sur 1 ou 2 pouces ( o"\o25 à o".o5i ) de côté, et étaient réunis par un assemblage en biseau de 3 pouces environ (o"\o76) de longueur; mais leur surface trop étroite coupait les jantes des roues; et comme on ne pouvait leur donner la largeur des rails en fonte sans augmenter considérablement la dépense, on a long-temps préféré ces derniers.

Ce n'est qu'en 1820 que les rails en fer malléable ont reçu un perfectionnement notable. M. Jobu Birkinshaw, des forges de Bedlington, qui obtint, à cette époque, un brevet pour leur construction, leur donna une forme semblable à celle tles rails en fonte ( fig. 7 , Pl. II ); il les fabriquait en faisant passer des barres de fer rouge entre des cylindres cannelés, et leur donnait généralement une longueur de 12 à i5 pieds (3". 66 à ^ m .5y)\ les dés étaient placés à 3 pieds environ de distance (o"*9i ).

On voit représenté, fig. 8 , Pl. II , le mode d'assemblage des rails en fer malléable avec le coussinet. La base du rail porte d'un côté un rebord dont la partie supérieure est horizontale. Dans une des parties saillantes du coussinet est pratiquée une cavité correspondante à ce rebord; dans l'autre partie saillanteunc cavité semblable est destinée à recevoir un coin en fer. Lorsque le rail est placé dans le coussinet on enfonce le coin , et de cette manière on force le rebord du rail à entrer dans la cavité qui lui correspond, ce qui s'oppose à tout mouvement vertical. Ce mode d'assemblage a été adopté par M. Stephenson, sur le chemin de Li verpool à Manchester (1).

Un autre modèle a été exécuté par M. Losh (fig. 10, Pl. II). Dans

(1) Nous ajoutons, fig. 8, tous les détails du rail et du coussinet du chemin de fer de Liverpool à Manchester, et fig. 9, ceux du chemin de fer de Garnkirk.

( Note des trad. )

ce système, la base du rail porte deux rebords latéraux, dont l'un pénètre, comme précédemment, dans une cavité du coussinet, et dont l'autre se trouve placé sous le coin en fer. De cette manière, celui-ci exerce à la fois une pression verticale sur le rebord du raU, et une pression horizontale qui force le rebord du côté opposé à entrer dans la cavité qui lui est destinée.

La fig. i , Pl. 111, représente l'assemblage adopté par M. Steel, sur le chemin de fer de Clarence. Le rail diffère de ceux que nous venons de décrire, en ce qu'O a une hauteur constante sur toute sa longueur. Dans l'une des parties saillantes du coussinet est pratiquée une cavité circulaire destinée à recevoir l'un des rebords du rail, et de l'autre côté on conserve entre le coussinet et le rail un vide que remplit exactement un coin en fonte d'une forme convenable (i). L'usage des coins pour fixer les rails est infiniment préférable à celui des chevilles; car nous avons remarqué constamment, surtout lorsque l'on emploie des rails en fer d'une grande longueur, que les chevilles ne tardent pas à s'user et à prendre du jeu. 11 est très-dinicile alors de les consolider, tandis que les coins peuvent toujours facilement être resserrés.

Nous venons de décrire les meilleurs modèles de rails en fer et en fonte actuellement en usage. Chacun de ces systèmes a ses partisans; et sans prononcer ici sur leur mérite relatif, nous nous bornerons à donner les opinions de plusieurs ingénieurs sur cette importante question.

M. Ghapman, dans son rapport sur le chemin de Newcastle à Carliste , s'exprime ainsi :

« On peut construire les chemins à rails, soit en fonte, soit en fer

(i) Dans les détails que nous ajoutons, on peut voir que l'assemblage des rails est à demi-épaisseur , et consolidé par une cheville transversale.

( Note des trad. )

a* TRAITÉ PRATIQUE

malléable; les rails en fer sont peut-être un peu moins dispendieux, et ils ont été appliqués avec succès dans les galeries souterraines où la charge est peu considérable; mais sur les chemins de fer, où l'on emploie des chariots pesans, ils sont moins avantageux, sous le rapport de la durée, que les rails en fonte dune force convenable. En effet, les roues trempées sont aujourd'hui généralement employées, excepté cependant pour les machines locomotives, auxquelles elles n'ont pu être appliquées à cause de leur faible adhérence sur les rails. Ces roues, chargées d'un poids considérable , en roulant sur des rails laminés et conséquemment fibreux, aplatissent leur surface supérieure, et finissent par les diviser en lames : l'effet que nous signalons ici cause des dommages beaucoup plus fâcheux que foxidation »

M. Longridge, l'un des propriétaires des forges de Bedlington, a répondu aux observations de M. Chapman, en soutenant la supériorité des rails en fer malléable. Il cite une lettre de M. Thompson , agent de lord Carlisle à Tindale-Fell, qui affirme que les rails en fer malléable, employés depuis seize ans dans cette localité, ne présentent aucune apparence du genre de dégradation signalé par M. Chapman.

« Tout le fer forgé qui a été employé depuis quinze à seize ans , dit M. Thompson, me paraît en bon état : les rails en fonte sont certainement plus dégradés et plus sujets aux ruptures, quoique leur poids soit à peu près double de celui des rails en fer malléable. Les chariots sont ordinairement chargés de près d'un chaldron de Ne\vcastlc ( 53 quintaux ou 2,689 kil. 5g ). »

M. R. Stevenson, ingénieur d'Edimbourg, annonce dans les Transactionsof Ziig/iland Society, vol. VI, p. i3g , qu'il n'hésite pas à accorder la préférence au fer malléable. M. G. Stephenson, de Newcastle, breveté pour les rails en fonte perfectionnés, présente, dans un rapport fait à ce sujet, les observations suivantes 1

DES CHEMINS DE FER. 2î

« La condition que l'on a à remplir dans la construction des chemins à rails est d'employer des matériaux qui permettent d'effectuer, le plus économiquement possible, la plus grande quantité de travail utile, et qui, par leur nature même, présentent la plus grande durée; je pense que les rails en fer malléable brevetés de Birkiushaw , sont ceux qui réunissent ces avantages au plus haut degré. 11 est certain que ces rails peuvent aujourd'hui être confectionnés à meilleur marché que ceux en fonte, attendu que leur poids est moindre de moitié pour une égale solidité, et que le prix du fer malléable est loin d'être double de celui de la fonte : de plus, étant moins sujets à se rompre par l'effet d'un choc brusque, ils permettent de donner aux chariots une vitesse considérable. Pour obtenir des rails en fonte les mêmes avantages, il faudrait leur donner un poids énorme, ce qui augmenterait nécessairement la dépense première. Les rails en fer malléable offrent aussi plus de solidité pour la construction de la route; car on peut leur donner une longueur assez grande pour qu'ils reposent sur plusieurs dés, de telle sorte crue ces derniers se maintiennent mutuellement. Cette disposition diminue d'ailleurs le nombre des assemblages, et rend ainsi moins fréquentes les secousses éprouvées par les chariots. Les rails en fer malléable s'usent, par le frottement des roues, d'une manière plus constante et plus uniforme que ceux eu fonte, ce qui ne les empêche pas, en définitive, d'être d'une plus longue durée. Quelques ingénieurs ont prétendu qu'ils étaient sujets à s'exfolier dans la partie exposée à la pression de la roue : c'est un fait que je crois pouvoir nier formellement; j'ai examiné attentivement des rails employés depuis plusieurs années sur Une ligne trèsfréquentée, et nulle part je n'ai aperçu d'effet de ce genre. La pression des roues doit être certainement plus nuisible à la fonte qu'au fer malléable. Il est bien vrai que la fonte a plus d'élasticité que le feF; dans ce sens, qu'elle peut subir un allongement plus considérable sans altération permanente; mais, d'un autre coté, il suffit d'un léger changement de forme pour la briser complètement. Le fer malléable, au

aa TRAITÉ PRATIQUE

contraire, peut éprouver dans sa forme des modifications très-sensibles, sans que sa force de cohésion en reçoive aucune diminution. D après cela, le poids, qui suffirait pour écraser le tissu cristallisé de la fonte, aplatirait seulement le fer malléable, et par cela même augmenterait sa résistance. Nous pouvons donc assurer que le fer, eu raison de sa malléabilité, ne peut subir d'exfoliation tant qu'il n'est pas altéré par quelqu'action chimique.

» Le frottement des roues produit aussi des effets très-distincts sur les rails en fer et en fonte, à raison de la différence remarquable qu'offre la contexture de ces deux substances- En effet, le fer malléable présente dans toutes ses parties une densité uniforme, tandis que dans la fonte, comme dans tout autre corps formé dune manière analogue, le tissu est plus dense à la surface qua l'intérieur , ce qui provient indubitablement du refroidissement plus rapide de cette surface. 11 résulte de là que du moment où la roue a usé la couche extérieure d'un rail en fonte, sa destruction devient très-prompte. Quant à l'action de l'atmosphère , elle s'exerce à peu près également sur les deux substances, et, dans les deux cas, elle ne produit que des effets très-peu sensibles. Le frottement et la pression à laquelle les rails sont constamment exposés entretient sur leur surface un poli qui contribue probablement à les préserver de l'oxidation , et les parties latérales sont sans doute garanties par la croûte d'oxide noir qui recouvre toujours la surface du fer. »

Des expériences récentes ont en effet démontré que les rails en fer, ainsi que l'annonce M. Stephenson , ne se détruisent ni par l'exfoliation , ni par l'oxidation , et que sous ce rapport ils sont supérieurs aux rails en foute. On peut du reste se faire une idée assez exacte de la durée relative du fer et de la fonte, en comparant entre elles les roues construites avec ces deux matières: les roues en foute des machines locomotives sont ordinairement usées au bout de neuf mois, tandis

que nous voyons quelquefois des jantes en fer malléable encore en bon état après trois ans de service. Quant aux effets de l'oxidation sur les rails en fer malléable, ils offrent des différences très-remarquables, suivant que ces rails forment la voie d'un cbemin de fer , ou restent exposés sans emploi à l'action de l'atmosphère. On remarque en effet que, dans le premier cas, ils ne présentent aucune altération sensible, tandis que dans le second cas on voit se détacher continuellement de leur surface des écailles de fer oxidé(i).

On a donné, dans l'origine, des dimensions beaucoup trop faibles aux rails en fonte, en cherchant à rendre leur construction plus économique que celle des rails en bois; et il est résulté de là que la plupart de ceux qui ont été posés il y a une vingtaine d'années sont aujourd'hui hors de service. Il paraît nécessaire de donner aux rails une force très-supérieure à celle qui est rigoureusement indispensable pour supporter le poids auquel ils sont soumis. En effet, les secousses produites par les inégalités de la route, qui font porter la charge alternativement sur chaque côté du chariot, et de plus les chocs latéraux causés par les obstacles accidentels qui peuvent se rencontrer sur la voie, tendent à briser les rails en fonte et à courber ceux en fer malléable. On conçoit combien il est important de prévenir un semblable accident, qui peut avoir les conséquences les plus graves lorsque les chariots marchent avec une grande vitesse.

Après avoir décrit les divers genres de rails en fer ou en fonte actuellement en usage, Usera peut-être utile de faire connaître un modèle formé par la combinaison de ces deux substances, et proposé en 1 8 1 7 par M. John Hawks de Gateshead. La partie inférieure du rail présentait la forme ordinaire, et consistait en une barre de fer malléable dont la surface supérieure était taillée en queue d'hironde ou cou-

(1) Voir lu note 3 à la fin du chapitre.

a4 TRAITÉ PRATIQUE

verte d'aspérités. Sur cette surface on coulait la partie destinée à recevoir la roue. Le rail se trouvait ainsi formé d'une partie supérieure en fonte d'environ { de pouce ( o m .oig) d'épaisseur, et d'une partie inférieure en fer malléable. Cette combinaison repose sur ce principe, que dans toute barre de fer soutenue par ses extrémités, et soumise à l'action d'un poids, la partie inférieure est dans un état de tension, tandis que la partie supérieure subit une pression : or l'on sait que le fer forgé supporte mieux la tension que la fonte, tandis que cette dernière résiste mieux à la pression. M. Hawks a espéré obtenir ainsi une plus grande résistance, et en môme temps l'avantage de présenter à la roue la surface la plus dure; mais les soins nécessaires pour opérer complètement la jonction des deux matières rendaient la fabrication de ces rails assez difficile; le contact du fer, 'pour peu que ce dernier ne fût pas complètement exempt d'humidité, altérait la qualité de la fonte; de plus, la partie eu fer forgé était trop faible, et en cédant au poids du chariot, elle exposait la partie supérieure en fonte à se briser. Ce sont probablement ces inconvéniens qui ont empêché d'adopter les rails de M. Hawks (i).

H nous reste maintenant à faire connaître la disposition des rails au point de rencontre d'une voie principale avec une voie diagonale , ainsi qu'au point de croisement de deux voies. Lorsque le chemin de fer est à double voie sur toute sa longueur, et lorsque tous les chariots doivent marcher avec mie vitesse égale , il n'est pas nécessaire d'établir un grand nombre de voies diagonales pour le passage d'une ligne à l'autre; mais si l'on a à transporter des voyageurs ou des marchandises légères qui exigent une grande vitesse, ces passages sont indispensables pour permettre aux convois rapides de dépasser les cha~ riots marchant plus lentement.

(i) Voir la note 3 à U fin du chapitre.

DES CHEMINS DE FER. a 5

Supposons, par exemple, que, sur la ligne A A , ( fig. 7 , Pl. III ), un convoi de marchandises s'avance de A en A', et qu'un autre convoi de marchandises légères ou de voyageurs marche sur la même voie et dans la même direction ; le premier convoi prendra la ligne BB' , au moyen de la voie diagonale ab, laissera passer le convoi plus rapide, puis rentrera dans la voie AA' au moyen de la ligne diagonale cd. De même si un convoi léger marchant sur la ligne BB', de B' en B , rencontre un convoi plus lent marchant dans la même direction; à un signal donné , le convoi lent passera au moyen de la voie transversale fe sur la ligne A 'A, jusqu'à ce que l'autre convoi l'ait dépassé, puis reprendra la première ligne au moyen de la voie diagonale cd. De cette manière, lorsque la route est sensiblement en ligne droite, ainsi que cela devrait toujours avoir lieu sur les chemins de fer destinés au public, les convois n'interrompent pas réciproquement leur marche.

Le passage des chariots d'une voie à l'autre s'opère -de la manière suivante (fig. 10, Pl. III) : au point de jonction de la ligne diagonale avec la ligne principale est placée une aiguille ou rail mobile ab. Tant que cette aiguille reste dans la position que la figure indique , les chariots suivent invariablement la ligne principale; mais lorsqu'elle est appuyée contre le rail de la voie principale, dans la position indiquée par les lignes ponctuées, clic agit sur le rebord des roues, et force le chariot à entrer dans la voie diagonale; l'autre rail de la voie principale présente une ouverture g destinée à livrer passage au rebord de la roue. Les aiguilles doivent toujours être placées à l'avance par le conducteur dans la position convenable pour que le chariot change de voie.

Au point de croisement (xx, fig. 7 ) des deux lignes de rails, on emploie le système représenté fig. 1 5 : les deux rails se confondent au point a , et se séparent de nouveau en b et c. De chaque côté en dd et ee sont placés des rebords saillans de j de pouce (o-.oioj

de hauteur, destinés à maintenir les roues au point x, oii l'action de leurs filets devient nulle.

Lorsque le passage des chariots d une voie diagonale dans la voie . principale doit s'effectuer constamment dans le même sens, on peut employer la disposition indiquée fig. 1 1 , Pl. 111, laquelle offre l'avantage de n'exiger aucune manœuvre.

Sur les chemins à simple voie on établit de distance en distance des gares ou portions de voies latérales qui permettent le croisement des chariots marchant en sens contraire. La figure 8, Pl. 111, représente un système de ce genre : les chariots chargés suivent constamment la direction principale AA', tandis que les chariots vides, marchant en sens inverse, entrent, pour leur livrer passage, dans la voie latérale B'B. On emploie, du reste, aux points de rencontre des voies diagonales avec les voies principales, les dispositions que nous venons de décrire pour les chemins à double voie.

Ces appareils exigent généralement, ainsi que nous l'avons déjà fait observer, que les aiguilles soient manœuvrées chaque fois que les chariots doivent changer de voie; cet inconvénient peut être évité sur les chemins à simple voie au moyen du système représenté fig. 9, Pl. 111. La route se partage en deux voies distinctes, bd, ac, destinées exclusivement, l'une aux chariots qui marchent dans le sens AA', l'autre aux chariots qui marchent en sens inverse. Les premiers suivent d'euxmêmes la ligne kbdc A', et les seconds la direction McabA. Aux points c et b sont placés des appareils fixes, semblables à celui qui est représenté fig. 11, Pl. III.

Ce mode de croisement est très-utile sur les chemins de fer publics, où toute négligence dans le placement des aiguilles peut donner lieu aux plus graves accidens; mais il présente cependant l'inconvénient

DES CHEMINS DE FER. x 7

de forcer les chariots à suivre des coudes brusques, même lorsqu'ils ne doivent pas se croiser.

Nous avons adopté récemment, sur le chemin de fer de killingworth, un système qui, sans offrir la même imperfection, rend également toute manœuvre inutile ( fig. 12 et 1 3 , Pl. 111 ). A l'une des extrémités de la voie latérale ( fig. 12 )sont placées deux aiguilles, ik et dr, mobiles autour des chevilles i et d, et s appuyant en k et en /-sur des plaques de fonte; ces deux aiguilles sont unies par une chaîne ou une barre de fer. Une autre chaîne plus petite est fixée en r à l'aiguille dr, et passe sur une poulie placée en dehors delà voie. Elle supporte à son extrémité un poids suffisant pour maintenir les aiguilles dans la position que la figure indique, et pour les y ramener lorsqu'elles en ont été écartées. A l'autre extrémité de la voie latérale est disposé un appareil semblable. Les chariots chargés suivent constamment la voie principale dans la direction marquée £ar la flèche, et les chariots vides suivent la direction opposée, en passant sur la voie latérale. On voit aisément que les premiers arrivent sans obstacle jusqu'en e/, gs\ là le rebord des roues appuyant sur le rail ef, pousse l'aiguille ts contre le rail pà, et éloigne l'aiguille vl de ef Après le passage du convoi , les deux aiguilles sont ramenées dans leur position primitive par le contre-poids dont nous avons parlé-, quant aux chariots vides, ils sont dirigés vers la voie latérale par l'aiguille e/, et rentrent sur la ligne principale en déplaçant les aiguilles dr et ik.

Le mode de croisement que nous venons de décrire a l'avantage de présenter aux roues une surface continue. Dans le système indiqué lig. 1 1 , au contraire , il existe aux points f et h un intervalle considérable entre les deux rails; comme le rail ab s'use beaucoup plus vite que f, celui-ci se trouve bientôt plus élevé que le premier, et cette différence de niveau produit un choc lors du passage des chariots. Cet inconvénient se présente encore à un plus haut degré dans

le système de croisement en X, représenté fig. i5. Car les convois chargés aussi bien que les convois vides, passent sur le rail a, qui se trouve ainsi promptement abaissé au-dessous du niveau des rails b et c.

On voit, fig. 14» un système destiné à prévenir ces secousses. a, b, c, d, représentent la voie principale; e,f,g,h, la voie latérale : sur les rails e et c sont placées deux aiguilles i et k, que des contrepoids tiennent appuyées contre les rails cd, ef. Lorsqu'un chariot chargé s'avance de ac en bd, ou de bd en ac sur la voie principale , la roue pousse l'aiguille i dans la position que la figure indique, et passe ainsi sans secousse sur une surface parfaitement de niveau. De même, sur la voie latérale, le chariot arrive en fi, écarte l'aiguille k du rail ef, tandis que l'aiguille i, appuyée par le contre-poids sur le rail de, offre aux roues une surface continue. Les poulies sont placées dans des boîtes au-dessous du niveau du cfiemin de fer, et ne peuvent ainsi être endommagées par les chariots.

La fig. 2, Pl. 4» représente le mode adopté par M. Stephenson, sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester, pour faire passer les chariots d'une voie principale abcd, sur une voie diagonale acef. Les deux rails ae, cf, sont mobiles autour des points a et c, et sont réunis à leur extrémité par une tige de fer g, qui s'étend d'un côté à l'autre de la route. Cette tige se termine par une boîte oblongue contenant un excentrique qui est manœuvré par un bras de levier horizontal. Les dimensions de l'excentrique sont telles, que pour la position h du bras de levier, les rails mobiles se trouvent placés sur la voie principale, ainsi qu'on l'a indiqué en points ronds, et que, pour la position k de ce bras de levier, Us correspondent à la voie latérale. Ce système présente toute sûreté, et se manœuvre très-facilement (i).

(i} Voyei les note» \ et 5, à la fin du chapitre.

NOTES DES TRADUCTEURS

Note 1.

Pour compléter l'histoire des rails en fonte , nous croyons devoir ajouter ici la description d'un modèle employé sur plusieurs chemins que nous avons visités aux environs de Newcastle. Ils sont représentés fig. 3, Pl. a. Ces rails, qui présentent la forme ordinaire, sont joints bout à bout ; le coussinet ne porte qu'une partie saillante du côté extérieur de lu voie. Un boulon traverse celte partie saillante ainsi que les deux rails, et est serré du côté intérieur par un écrou. Les rails portent à leur extrémité un- renflement qui pénètre dans une cavité pratiquée au fond du coussinet.

Note a.

Nous empruntons au rapport présenté en i83a, à l'assemblée générale des actionnaires du chemin de fer de la Loire, la note suivante relative aux effets de l'oxidation sur les rails.

« On craignait que les rails, sans cesse exposés à l'humidité et si voisins du sol , ne fussent promptement détériorés par l'effet de la rouille; mais il a été fait à cet égard une observation singulière. Tant que les rails sont emmagasinés ou couchés sur la terre , ils s'oxident effectivement beaucoup , et c'est un genre de destruction dont on cherche à les préserver le plus possible ; mais aussitôt qu'ils sont posés et mis en rapport les uns avec les autres , il n'y a plus rien à craindre , non-seulement pour la surface exposée fréquemment au frottement des roues; mais encore pour les côtés, et même les parties qui touchent à terre. C'est ce que nous avons observé sur toute la ligne du chemin de fer.

• A quelle cause est-on redevable de cet avantage? nous ne saurions le préciser d'une manière absolue; ce qui est certain, c'est qu'indépendamment de l'ébranlé-

3o TRAITE PRATIQUE

nient, ou si l'on veut du frémissement communiqué aux rails lors du passage des chariots, il s établit sur toute la ligne un courant magnétique prononcé. En effet, il existe toujours à la jonction des rails entr'eux un intervalle de deux millimètres, pour permettre leur dilatation par la chaleur. Or, si l'on jette de la limaille de fer au-dessus de cet intervalle , les parcelles de limaille restent suspendues au niveau de la surface des rails, et s'agglomérant les unes aux autres ne tardent pas à réunir les deux rails entr'eux. Si Ton pose de la limaille sur une feuille de papier audessus des rails , cette limaille s 'agi tant d'elle-même se dispose en ligne dans la direction même du rail. Une influence protectrice préserve donc les rails contre les ravages de l'oxidation , et ce iait important sera pour les chemins de fer d'un immense avantage. »

Note 3.

Nous avons pensé qu'il serait utile d'ajouter ici la description des principaux rails nouvellement employés en Angleterre , en France et en Amérique, et dont la forme présente quelques particularités remarquables.

Bail du chemin de fer de Saint-If elens à Buncorn, fig. a , Pl. 3. Sa hauteur est constante sur toute sa longueur. Il porte un rebord inférieur également saillant des deux côtés. Il est fixé au coussinet au moyen de deux coins qui pénètrent dans des cavités correspondantes du coussinet , ces coins, étant plus épais à leur base qu'à leur sommet, s'opposent au mouvement vertical du rail en appuyant sur son rebord inférieur. Les axes des supports sont éloignés de 3 pieds (0-.91). Le poids de ce rail est de 4alivres par yard(aok,78 par mètre).

Bail de MM. Stephenson et F'ignolle , fig. 3 , Pl. 3. Sa section est constante sur toute sa longueur. La partie supérieure est plus forte du côté intérieur delà voie, comme devant supporter la plus grande partie de la charge. Les rails ont une base plate , et sont fixés sur les supports au moyen de chevilles en fer sans l'intermédiaire de coussinets. La base du rail porte deux rainures sur lesquelles appuient les têtes des chevilles, comme on le voit dans la coupe en travers. Les points d'appui sont éloignés de 4 à 5 pieds (t'.aa à i".5a), les rails pèsent 4» b> par yard (ao k .78 par mètre).

Bail employé à la Nouvelle-Orléans. On nous a communiqué le dessin de ce rail, que l'on voit fig. 4 , Pl. 3. Sa section est constante sur toute sa longueur. 11 est fixé sur des pièces longitudinales au moyen de chevilles en fer éloignées les unes des autres de 6 pouces (o",i5).

Bail employé par MM. Mellet et Henry sur le chemin de fer de la Loire , fig. 5 , Pl. 3. Sa section est la même sur tonte la longueur ; il porte d'un seul côté un re-

DES CHEMINS DE FER. 3t bord inférieur. Le rail est fixé au coussinet au moyen d'un coin qui fait pénétrer le rebord du rail dans une des parties saillantes du coussinet. Les rails sont assemblés bout à bout, leur poids est de i3 kil. par mètre courant; les points d'appui sont éloignés de o-.83. Ce rail di{Rxe peu de celui qui a été adopté par M. Séguin pour le chemin de fer de Sainl-Étienne à Lyon, et dont le modèle a été fourni par M. Philip Taylor.

Bail proposé pour le chemin de fer de Paris à Pontoise, fig. 6, Pl. 3. Ce rail , dont la section est constante sur toute sa longueur, porte deux rebords inférieurs symétriques, dont l'un pénètre dans une cavité du coussinet. Du coté opposé, le rail est assujetti par deux coins; le coin supérieur est en fonte et se place le premier ; le second , en fer malléable , s'enfonce avec un marteau. Le poids des rails est de ao kil. par mètre de longueur. Les points d'appuis sont éloignés de o".83.

En terminant cette description des divers genres de rails employés jusqu'ici, nous croyons devoir rappeler que les rails plats sont aujourd'hui presque entièrement abandonnés , et que pour la construction des rails saillans, qui seuls sont employés actuellement sur les chemins de fer publics, on adopte généralement le fer forgé. Enfin , dans les rails les plus récemment projetés , la section est constante sur toute la longueur.

Note 4.

Nous ajoutons , fig. 1, PL 4 > le détail d'un changement de voie avec une seule aiguille employée sur le chemin de fer de Darlington à Stock ton.

Les chariots pleins suivent constamment la voie principale dans la direction indiquée par la flèche. Les chariots vides marchent en sens inverse, et prennent la voie latérale, dont l'extrémité est représentée dans la figure. Us rejoignent la voie principale en déplaçant l'aiguille, qui, dans sa position ordinaire, est maintenue près du rail au moyen d'une poulie et d'un contrepoids. La pièce de fonte edef porte une saillie g destinée a empêcher les chariots de sortir des rails , au moment où, rentrant sur la voie principale, ils éprouvent une secousse causée par le changement subit de leur direction. La pièce de fonte cdej\ sert à faciliter le mouvement de l'aiguille et à maintenir son axe.

On emploie sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester, pour changer de voie à angle droit, le système représenté fig. 3, Pl. 4> H «« compose d'une plate-forme circulaire en fonte, mobile autour de son axe , et supportée par huit galets qui roulent sur un cercle en fer fondu. La plate-forme est recouverte d'un plancher sur lequel sont fixés les rails. Au moyen d'un simple mouvement de rotation de la plate-forme ces rails peuvent correspondre successivement aux deux voies , entre lesquelles se se trouve ainsi établie une communication facile. Ce système est applicable , quel que soit l'angle sous lequel les deux voies se rencontrent.

Note 5.

Nous avons pensé qu'il étail indispensable de faire connaître les dispositions adoptées dans quelques cas particuliers pour le profil des chemins de fer.

La fig. i,Pl. 5, représente le mode de construction employé sur le chemin deferde Liverpool à Manchester, à la traversée de la route à barrières qui réunit ces deux villes. Le rail est compris entre deux cours de pierres de taille , et a sa surface supérieure à peu prés au niveau de la route. 11 est garanti des chocs par deux lames de fer éloignées de o m ,o4 de ses deux rebords. Au-dessous de chaque rail , et dans l'intérieur du massif de maçonnerie sur lequel reposent les pierres de taille , rèsme un fossé longitudinal de o"".36 de largeur, destiné à recevoir l'eau pluviale ainsi que les matières qui pourraient s'accumuler autour du rail.

On voit , fig. a , la disposition adoptée sur un grand nombre de chemins de fer à la traversée d'une route vicinale. Le rail est simplement garanti par deux pièces de bois longitudinales, dont la partie supérieure est quelquefois garnie de plaques en fer.

Nous devons à l'obligeance de M. Mail et , inspecteur divisionnaire des ponts et chaussées , le détail du mode de construction adopté sur le chemin de fer de Garnkirk à Glascow dans la traversée d'un marais (fig. 3, Pl. 5 ). On établit sur le sol une couche defascinages de o m . 10 d'épaisseur, que l'on recouvre d'un remblai en terre forte et en pierraille de o"\a5 d'épaisseur. On pose sur celte base un système de charpente composé de doubles longrines séparées par des traversines. Les coussinets reposent immédiatement sur les longrines supérieures. L'espace compris entre les deux rails de chaque voie est occupé par un empierrement en matériaux durs. Le reste de la roule est recouvert d'un empierrement moins résistant. De chaque côté du chemin est établie une rigole pavée, séparée par un mur des terrains environnans. Les eaux de ces rigoles s'écoulent au moyen de petits conduits transversaux dans un aqueduc qui règne sur toute la longueur de la route à 0-.70 environ au-dessous de son niveau.

Un autre mode de construction a été employé dans une circonstance analogue par M. Philip Taylor, sur un embranchement du chemin de Pontipool ( pays de Galles) (fig. 4, Pl. 5).

Des pieux légèrement inclinés dans le sens transversal sont placés à une distance de o m .94 d'axe en axe. Us sont réunis par des longrines, sur lesquelles reposent des pièces transversales , correspondant à la tête de chaque pieu. Les coussinets sont fixés sur ces traversines. Ce mode de construction a complètement réussi.