CHAPITRE IV

▼ OIES SUR L0NGRINE8.

fia. On reproche au rul à champignon, et non sans quelques motifs, le porte-à-faux de ses renflements extrêmes; » Tincliiudson des rails est déréglée ou le profil des bandages altéré* les bords du champignon supportent la charge, se déionnent et s'écrasent. Il y aurait, sous ce rapport, un incontestable avantage à substituer au double T, type du rail à champignon, le rectangle évidé qui est son équivalent théorique.

Cest à cette forme que revient le rail en a; il dérive du rail américain en concevant le corps et le pied fendus au milieu , et chaque moitié reportée à l'aplomb du bord du champignon.

On accroît ainsi, en même temps, la stabilité de rotation du rail;

mais c'est un avantage purement nominal. Un grand empâtement est même un inconvénient pour un rail qui, comme celui-ci, n'admet que des supports longitudinaux, c'est-à-dire d'une largeur limitée; il a, en effet, bien trop de tendance à se déformer en s' ouvrant pour qu'il suffise de le soutenir seulement de distance en distance, même en multipliant les appuis outre mesure.

L'incompatibilité qui existe entre le rail en fl et les supports discontinu s semble si évidente, que rexpérience pouvait passer pour super 11 uf. Elle a cepcMdant été faito à diverses reprises (on Irlande, où le poids du rail a été porté jusqu'à /i5 kilogrammes par mètre ; en Allemagne, sur les lignes de Magdebourg à Berlin , de Mafjdebourg- Cœthm-HaUe-leipzig (PLU, /ig. 29), de Basse-Silésie et de la Marche, du duché de Bade) .

Le rail de BerUn à Magdebourg pesait 20^,86 le mètre. Les traverses étaient espacées de 0"',dA. Essayé à la presse, il éprouvait une déformation permanente sous une charge de 1.950 kilogrammes, et se rompait sous une diai^ de 6.050 à 7.S50 kilogrammes. La charge par roue motrice sTélevant sur ce chemin à ^250 kilognunmes, il

d83 LIV. 1". VOIE.

n'est pas étonnant que rinsuffisance de cette voie se soit bientôt manifestée. Le rail était d'ailleurs beaucoup trop léger, mais sa forme exagérait sa iaiblesse.

La continuité des supports étant le complément indispensable du rail en il, cette forme ne peut être jugée en elle-même, et comparée aux autres, abstraction faite de la disposition des appuis. rail en ^ exclut les traverses; le rail Vignole admet également les traverses et les loDgrines; quant au rail sur coussinets, si rien n*empèche de disposer ses supports longitudinalement, il est dair qu'il n*y gagnerait rien non plus, à moins d'engager dans la longrine toute l'épaisseur de la seniiéUe du coussinet ou de remplacer celui-ci par des cornières. La valeur du principe même de la continuité des supports est donc no des éléments essentiels de l'appréciation du rail en a.

ttt* A première vue, ce principe a les apparences en sa &veur. Soumis successivement en tous les points de leur longueur à l'action .

des mêmes forces, les rails devraient, autant que possible, être partout

dans les mêmes conditions extérieures. Mais les solutions de continuité aux joints excluent cette uriifonuité absolue; car la compressibilité du ballast fait intervenir la flexion, et le rayon de courbure varie d'ime section à l'autre, suivant sa position relativement aux joints, à moins que la discontiimité ne soit rachetée assez coiii})l*'[ement ; pour les raili3, par des armatures telles que les ci lisses, el pour It s longrines, par leur mode d'assemblage entre elles ou avec les traverses placées aux joints.

Dans les voies à supports transversaux, les traverses, espacées de 0'°,90 d'axe en axe, ont 2"',ô0 de longueur et souvent plus. Le développement des supports transversaux excède donc de près de 39 p. 100 celui de la double file de rails ou des supports longitudinaux, et l'excès s'élèverait h près de 74 p. 100 pour les*voies de 2"*, 13, comme celles du Great-Western , en admettant la même saillie à peine suf* lisante, de 0"',50 en dehors des rails. L'équarrissage des traverses est déjà considérable, et qu'il soit ou non suffisant pour les longrines, on ne peut guère songer en général à le déspaeset pour cdlesci* Les entretoises qu'enge la liaison des longrines ne rachètent pas la différence, même pour la voie étroite, du moins avec l'espacement • ordinairement adopté; de sorte que, sous le rappcnrt de l'économie du bois, l'avantage semblerait appartenir plutôt aux lengrmes qu'aux traverses. Il est certain, d'ailleurs, que la continuité des ap-

CfAAP. I?. TOUS 8iril lONGRINES. — RAIL MIXTE. 189

pois permet de faire subir au poids du rad, toutes choses égales d'ail-* leurs, une réduction sensible, mais qu'on a souvent exagérée. On s'explique peu dès lors, au premî^ abord, la préférence presque universellement acquise aux traverses ; et cependant, s'il y a un point bien établi, c'est la légitimité de cette préférence,

tf 9. D'abord, à n'envisager qne les frais d^établîasement ées snpports, une réduction même notable du cube de bois n'impliquerait nullement celle de la dépoise. La régularité de la forme, condition secondaire pour les traverses, est au centrale indispensable pour les longrines. Gelles-cî doivent être droites et régulières presque à l'égal du rail, et exemptes de fentes, surtout vers les bords, qui doivent recevoir les attaches; il tant, en un mot, des bois de choix. La maindTcBuvre change aussi de nature : au lieu de matériaux bruts ou grossièrement équarris et d'une élaboration simple, expéditive, à la portée de tous les ouvriers, il faut presque des bois de charpente mis en œuvre par des charpentiers. Il est probable que les voies sur longrines ont péché souvent par le défaut de soins dans les détails d'exécution, mais cela ne justifie pas le principe. C'est, au contraire, uu de ses inconvénients, de rérlanif dans l'exécution un degré de précision et des soins peu en liai munie avec la nature même du travail, et dont la pose sur traverses est affrajichie.

On lui reproche aussi, non sans raison, de rendre l'assèchement de la voie plus diflRcile.

Mais le vice capital , originel , des longrines , relui qui a fini par décourager la plupart de leurs partisans, c'est leur instabilit(\ î,a longrine est, en quelque sorte, en équilibre instable. Sa tendance au déversement et au glissement transversal ne peut êtra combattue que par la liaison des deux files parallèles; liaison difficile à réaliser complètement, mémo par des moyens qui enlèvent à la voie le caractère de simplicité, de facile indépendance des éléments, si précieux pour l'entretien.

On peut objecter que les édisses aussi altèrent assez gravement ce caractère, et que cela n'a pas empôdié leur application de se géiiâ^ liser; mais là, du moins, les avantages sont dairs, incontestables; Fargument ne serait valable, d'ailleurs, que si les longrines dispensaSmt de remploi des édisses, ce qui n'est pas. Les écDases seraient tout aussi nécessaires avec les longrines qu'avec les tFaver8es,et si l'on n'en applique pas aux rails en a, ce n'est pas que cela soit inutile.

c'est que cette fonne s'y refuse. Nous reviendrons du reste sur ce point.

118. Conception vicieuse du mil 7ïn.c!(\ — La première condition de succès pour un système, r'est d'êire conséquent avec luimême, de ne pas icniri- .^on principe; les partisans des voies surlongrines les ont cependant présentées presque toujours comme une simple variété de voies ordinaires sur traverses; elles n'en diffèrent, suivant eux, que par la nature mixte du rail, et par l'espacement beaucoup plus grand des traverses, conséquence naturelle de la plus grande roideur du rail composé* soulagé d'ailleurs entre les appuis par la réaction du ballast.

Le pis est précisément qu'il y a quelque chose de vrai dans cette &çon d'envisager les voies sur longrines les plus répandues, celles à traverses inférieures; c'est à la fois une d^nition et une critique. Cette conception d'une sorte de rail mixte, moitié bois, moitié fer, ne soutient guère Fexamen. On comprend les premiers rails de ce genre, formés d'un simple bande de fer plat, clouée ou vissée sur tme longrine. Là, du moins, chacun des éléments avait des fonctions distinctes, appropriées à sa nature et à sa forme. La longrine résistait à * la flexion, la bande de fer au frottement ; l'association était logique. Hais la superposition de deux solides, dont chacun doit apporter son contingent de résistance transversale, n'est fondée que quand on peut, par des moyens simples, réaliser entre eux une liaison coittplète, faire de l'ens^emble l'équivalent d'un solide d'une seule pièce fléchissant en masse. Or on a beau multiplier les attaches, au grand détriment de la longrine, le fer et le bois se refusent à une pareille solidarité. Le seul fait des variations de température développe dans le système des tiraillements continuels qui disloquent les attaches, détruisent les longriiKîs, et cela d'autant mieux qu'ils agissent, tantôt dans un sens, tantôt en sens contraire. Tout ce qu'on peut demander aux attaches, — crampons, vis ou boulons, — c'est de remplir avec les longrines le même rôle qu'avec les traverses, ni plus ni moins, sans viser à une solidarité qui se détruirait bientôt par ses propres effets. Les deux éléments fléchissent alors chacun pour son compte; il se produit à la surface de contact des glissements relatifs perpétuels, qu'il faut bien accepter, favoriser même, car ils sont d'autant moins nxiisibles qu'ils s'opèrent plus librement.

On peut, il est vrai, opposer à cette manière de vdr un exeai^

CHAP. IV, VOIES SUR LONGRINES. UAIL miXïii. 141

bien connu, celui du Great-Western. Au lieu de crampons ou de cheviDes placés extérieurement au rail, et s' appuyant seulement sur les bords du rail sans gèher la dilatation, Brunei persistait à employer des \ is à bois très-rapprochées, insérées dans la patin sans jeu sensible. On avait été conduit en Allemagne à renoncer à cette disposition, avant de renoncer au rail lui-même; les vis se rélâchaient et s'arrachaient Avec des boulons à écrous l'effet était plus lent, mais le mal subsistait Objectera-^<m que la voie du Great-Westem est bonne néanmoins? Mais si la voie du Great-Westem est bonne, ce n'est pas à cause du système, et spécialement du mode d'attache, c'est malgré eux. G* est parce que les longrines sont d'tm très-fort équarissage, les rails très^lourds, la charge par essieu sagement limitée, l'entretien soigné et probablement aussi dispendieux. J'ai, d'ailleurs, constaté que le relâchement des vis est général, non-«eulement aux jcunts, mais presque partout.

tlA. Si, du reste, la pose sur longrines s'est si peu répandue en France, ce n'est pas que le système y ait été étudié et jugé à l'époque où ou s'en préoccupait en Allemagne et en Angleterre. On ne * songeait alors en France qu ciu rail à coussinets, qui se perpétuait sous l'influence d'une cause aussi puissante que l'eût été la conviction de sa supériorité, l'habitude. Aussi n'a-t-on vu la pose sur loiigrines apparaître que plus tard, comme conséquence et comme une des formes de la réaction qui s'opérait enfin contre la voie à coussinets. ^îais cette expérience était aussi inutile que tardive, car il suffisait alors, pour savoir à quoi s'en tenir, de jeter les yeux sur les résultats si concluants des applications tentées en Allemagne.

Cest précisément parce que la continuité des supports est spécieuse, parce qu'elle a été à ce titre adoptée dès l'origine et essayée sous bien des formes, toujours avec un très-médiocre succès, qu'on devait tout au moins s'en défier. Qu'on puisse avoir une bonne voie sur longrines, cela ne fait pas une question; peut-être même ce mode de disposition des éléments serait-il susceptible, pourvu qu'on ne regardât pas à la dépense, d'un degré de perfection auquel l'autre n'atteindrait pas; mais ce que l'ensemble des faits ne pmnet pas d'admettre, c'est que la continuité soit favorable à l'économie. de l'entretien proprement dit, et à la conservation des éléments de la ' voie; l'exemple déjà cité du Great-Westem est, Je le répète, médiocrement concluant, et cébpour déux raisons : d'une part, l'excès de

142 LiV. i* . VOIE.

largeur de cette voie crée en faveur des longnnes un argument tout spécial; de l'autre, la contmoité n'a pas été prise là pour elle-même; elle n'était que la conséquence nécessaire de la préférence systématique donnée par M* Brûnêl au rail en fli préférence que nous dis^ enterons bientôt

tt6. Ën Amérique, on a débuté, comme en Allemagne, par les longrines. C'est même en vue de leur application que le rail américain a été primitivement adopté, de préférence au rail à deux champignons. Mais partout aujourd'hui» et depuis longtemps, les longrines ont disparu au deià de l'Océan, tandis que partout aussi le rail a été «msenré. Acceptée d'al)ord uniquement en vue des avantages qu'on attribuait aux longrines, cdtte fonne est unanimement préférée aujourdThui pour les avantages qui lui sont propres.

Même revirement dans le duché de Bade. Mais ici la question a passé par des phases diverses, assez instructives pour qu'il convienne de les rappder, quoique ce soit déjà de rhistoùe ancienne. Mais si Jamais système a été condamné en plebie connaissance de cause, c'est dans une circonstance oà ^observation des faits a dû triompher à la fois d: idées préconçues, et d'habitudes prises de longue date.

Le rail en n adopté pour la première section (de Manheim à Ileidelberg) avait 0'°,156 de largeur; il était fixé sur des longrines de 0"',30 X 0 %17, au moyen de crampons placés extérieurement au patin ; le joint était muni d'une plaque en fonte fixée à la longrine par des crampons, et portant une saillie emboîtée par les rails.

En remblai, les traverses, espacée? seulement de 0",90 en moyenne, avaient 0'",15xO'",15 d'équarrissage, et 2'",A0 de long (♦). Ku tranchée, elles étaient remplacées par des dés en grès rouge de 0'"%108t espacés de i'",ôO.

A niveau, des dés alternaient avec des traverses.

Les longrines étaient fixées soit sur les traverses, soit sur les dés, par des chevilles en chêne de 0'",03 de diamètre.

Le cube de bois était très-considérable; il s'élevait, en remblai, par

C*) On Mit qM h voie anil» à eott« époqae, 1-^60 de largear d'Utt en «Mb

CHAP. IV. VOIES SUR LONGRflfES. — EXEMPLES. 143

kilomètre de voie simple, à 102*^' (102 pour les longrines et 60 pour

les tra\erses) .

On mit à profit, pour k seconde section (de Beideibergk CarUruhê) les observations faites sur la première.

1* La rapide dislocation des joints, la détérioration des bouts dos rails et les fréquentes ruptures des selles en fonte n'avaient pas tardé à mettre en évidence toute l'imperfection du mode d'assemblage des rails; on chercha à l'améliorer en élargissant la base des selles en fonte, munies de plus d'épaulements latéraux entre lesquels s'enchâssaient les patins des deux rails.

9* On renonça aux dés^ impuissants à combattre, malgré un entretien minutieux, la tendance des longrines au glissemôit et au déversement.

3* On donna aux traveises une section rectangulaire*: 0",80 x 0*,125 à celles de joint, 0^,20 x 0",125 aux autres, en portant leur écartement de 0",90 à i",QO.

4* On s'eiTorca de combattre le défaut de stabilité des longrines en les installant sur un ballast moins mobile que le gravier, c'est-à-dire sur un lit de pierre cassée de 0'*,18 à O^^SA d'épaisseur.

Lorsqu'il s'agit, plus tard, de prolonger la ligne jusqu'à Offenbourg et i/a/ti/«f/e/it, la question de la consolidation des joints se présenta de nouveau, cai* les modifications ci-dessus avaient médiocrement répondu à l'attente des ingénieurs. La rupture des plaques et surtout de leurs âmes était aussi fréquente, le ressaut aux joints aussi prononcé, ou peu s'en fallait, qu'avec la disposition primitive; ciîets qu'on pouvait attribuer en f)artie à la mise en service de machines plus lourdes, mais auxquels il était urgent de remédier, quelles que fussent leurs causes. C'est ainsi qu'on fut conduit à remplacer la plaque de fonte par une plaque de fer, à épaulements latéraux, mais sans âme. Dne plate-bande ou couvre-joint horizontal fut de plus appliquée de chaque c4té, sur les bords des rails et sur les épaulements de la p]ac[ue, que les bords des rails affleuraient ; on substitua aux crampons des boulons à écrou inférieur triangulaire et armé de griffes^ oe qui permettait le serrage par la tète (PL IV, fig, 25, 26, 27); le corps de ces boulons s'engageait dans une encoche du patin.

Enfin, lors de la pose de la deuxième voie, c'est le rail qui fut mis en cause, et condamné. Ce rail avait fait cependant, malgré sa légèreté (21^,20 par mètre>, un excellent service, dû surtout U est vrai, à la bonne qualité du fer, à une fabrication trèsHSoignée; aussi n*est-

±hh LiV. I*». — VOIE.

ce pas au ndl liû-même, à sa forme, qu'on s'en prenait, mais à Tim* peifection des joints, imperfection intolérable, quoi qu'on ftt. On adopta donc le rail Vignole^ maisuniquement jusque-là parce qu'il se prête parfaitement à un mode de consolidation auqpid le rail en a se refuse, c'est4-dire'à l'application des éclisaes.

Quant aux supports, ûa n'étaient pas mis en question. On se borna à profiter de la moindre largeur du rail pour réduire d! autant céUe delalongrine.

On porta en même temps la longueur du rail à 6 mètres, en réduisant celle de la longrine à 3 mètres; drconstance commode pcmr le croisem^t des joints du fer et du bds, et en faveur de laquelle on faisait valoir un autre avantages, celui d'une économie notable, dette faible longueur permettait en effet d'utiliser, eh les débitant, des pièces de bois d'une régularité médiocre. Le prix du mètre cube de ces longrines ressortait à peu près au même taux que celui des tiarverses ; mais la multiplicité des joints est une cause d'instabilité si l'on ne multiplie pas en même temps les traverses, et une source de dépenses si on le fait. En réalité, il n'y avait pas à tenir compte de ce surcroît de dépense pour le chemin badois, parce qu'on avait adopté déjà, avec des longrines beaucoup plus longues, un espacement de traverses d'une petitesse inusitée, mais probablement nécciisaire.

Enfin, lorsqu'on se décida à réparer une erreur qu'on eût chèrement payée en y persistant, c'est-à-dire à ramener la voie à la largeui" ordinaire de 1™,50 d'axe en axe, ce fut le tour des longrines d'être discutées. Une fois sur ce terrain, la question ne pouvait être douteuse; aussi les longrines furent-elles condamnées sans hésitation, et probablement sans retour. C'est ainsi que le rail américain sur tra* verses a fmi par prévaloir dans le duché de Bade, comme dans presque toute l'Allemagne.

H est difficile de concevoir une expérience plus complète, plus concluante. Le défaut capital des longrines, l'instabilité, aurait évidranment plus de gravité encore en France qif en Allemagne où le trafic est moins actif, la vitesse plus fiiible» le personnel d'entretien systématiquement plus nombreux.

tiv. On a cm devoir cependant, il y a quelques années, et à deux reprises, renouveler l'épreuve en France. C'est, sauf deux exceptions, au rail en a qu'on a eu recours; on en voulait moina, en effet, aux

CBAP» IV. — T0IE8 SUR lAHGBIllES. — EXEMPLES. l^S

traverses qu'aux rails à coussinets, et la longrine a été acceptée, pour ne pas dire subie, en vue des avantages particuliers attribués au rail en a sur la foi de M. Brunei,

Quels peuvent être ces avantages? Il y en a un réel, déjà Indiqué, la suppression des porte-à-faux du champignon; on peut en ajouter un autre, la compression plus énergique de la surface de roulement par les laminoirs, le rail passant 4 plat dans les cannelures finisseuses* Mais ces avantages sont les seuls, et ils sont achetés au prix de graves incoDvéments» abstraction laite du vice irrémissible de ce rail, celui de ne s'appliquer ipi'auz longrines.

A l'époque où le célèbre ingénieur du Great-Westem adoptsût cette forme, il s'attachait surtout à combattre la prétendue tendance du rail au déversenkent La forme en fl conciliait une assez grande roideur dansle sens vertical avec une bauleur réduite et une large base. Tout était donc pour le mieux quant à la stabilité propre du rail; seulement on se préoccupait d'un danger chimérique. Il est vrai qu'on supprimait en même temps le coussinet; avantage très-réel, mais que le rail américain possède égalmnent, tout en laissant une liberté complète pour le choix des supports.

La faible hauteur relative du raO en a constitue moins, à vrai dire, une propriété spéciale qu'une véritable infériorité ; en même temps qu'on élargit sa base, on est forcé de réduire sa hauteur sous peine d'exagérer l'épaisseur des deax branches verticales, qui seraient hicapables de résister à 1 éerasemeiii si on leiu* donnait, à égalité de hauteur, une épaisseur touile égale seulement à celle du curps du rail américain. Celui-ci a donc, à poids égal, une résistance transversale beaucoup plus grande, non-seulement parce qu'il est formé de parties bien plus solidaires, mais aussi parce qu'il est mieux proportiomié ; avantages que la continuité des supports est loin de compenser.

ttft. H. Hmann, ingénieur du chemin du sud-est de la Suisse, a étudié pour une partie de cette ligne un rail en a dans lequel le métal était distribué comme il suit:

Rail en Q BiU tnêtietiii

du tud-ett^ du norâ-est,

•ar lOHgrine*. • sur trartmea.

SeetloD. (Cmim 1.490 ,aa. 1.298 ,H

tPfed. 1.170 ,6C. 1.550 ,90

Cks rail (PL IV, /ig. S4 et 35) et le rail Vignot indiqué en reg^ird {f/g* 31 et 32) étaient considérés comme équivalents, comme pro-

io

^46 UV. — TOIE.

près au même service. La comparaison qui précède iait dès lors res- Rortir un des côtés faibles du rail en n. Le corps y forme en elTct les 30,1^ p. 100 de la section, tandis que ce rapj)orl se réduit à 29,34 p. 100 pour le rail américain, quoique sa liauteui' soit plus grande. La répartition du métal est donc, pour ce double motif, beaucoup plus favorable, diins le second, à la résistance transversale. Or personne ne sottUendra aujourd'hui <f£ùù puisse faire bon marché de ' cette considération pour le rail en a, sous prétexte qu'il est soutenu partout. Cette forme ne permet pas davantage d'affisiiblir le pied, an profit de la tftte, ce qui reviendrait toujours à regarderie rail entier comme formant la région comprimée d'un solide mixte fléchissant en masse. L'exemple ci-dessus peut donnerune idée du pdnt jusqu'où l'on peut aller dans ce sens, sdnsi que de la. faible réduction (6,7 p. 100) que la continuité des appuis permet de faire suhir au poids du rail, ftonteschoses égales d'aÛleurs. Le cahier des charges actuel des chemins de fer français admet, comme fancien, une différence plus grande, 14 p. 100 (poids minimum, S6 kil. pour les rails sur traverses et 30 kil. pour les rails sur longrines) , mais 1* Admînîstnidon n'avait àse préoccuper que de la question de sécurité; et* une différence de là p. 100 peut être admissible sous ce rapport, sans être fondée en économie.

11 ne reste donc en réalité au rail en a que l'unique avaatage de la suppression des porte-à-faux "de la Lete.

Quelques faits isolés tendraient, il est vrai, à établir qu ii est, par cela seul, supérieur en lui-même au rail américain. Ainsi on a constaté, en 1855, lors de la transformation des voies du duché de Bade, que les mils cji il étiiient en beaucoup meilleur état que les rails amcin ains du chemin de la Grande-Hesse (du Maiu auiNeckar), Posés eu même temps, ces rails avaient fait exactement le même service; matériel roulant, trafic, tout était identique de part et d'autre, sauf la forme et le poids des rails. Celui de la grande-Hesse était notablement plui/s lourd, et posé sur traverses espacées de 0",90 seulement.

Si, malgré ce résultat les, ingénieurs hadois ont pris le parti de re* pousser le rail en a, c'est que la supériorité observée leur a paru être le fait de la fabrication autant pour le mxÀns que le fait de la forme, et que d'ailleurs une durée un peu plus grande du rail ne senût pas une compensation sufDsante des inconvénients inséparables des longrines, et surtout de fimperfection radicale des joints. Quoique, à cette époque, les opinions fussent encore partagées sur les édisses, les ingénieurs hadois reconnaissaient déjà alors que ce n'est pas un

GHAJ*. IV. — VOIES SUB LONCRINBS. — EXEMPLES. 447

médiocre avantage des rails à deux renflements extrênKs, de se prêter à rapplîcation de ce mode de consolidation si logique.

119. On a essayé, sur quelques chemins aUemands, de combiner la pose courante sur IraTerses avec les longiines, appliquées aux poritées extrêmes, comme moyen de rétablir la continuité; cela revenait aîniplement à remplacer la traverse de Joint par deux tronçons placés kmgituâinalement sur cbaque file; mais cette tentative, laite déjà sans succès sur la ligne de Leipzig à Drnâe et sur ceDe de BirHn à Breàtau^ entre cette ville et Buntzlaut n'a nullement réussi. Elle a été renouvelée sans plus de succès en France, sur le chemin du Nord; elle ne pouvait d'ailleurs avoir quelque raison d'être qu'avant l'in- Lroduction des éclisses.

1 90. Il est trop commode d'accepter les jugements tout Mts, pour qu'il n'y ait pas, parfois* quelque mérite à renouveler une expé* rience déjà tentée ailleurs, quoiqu'elle ait donné, dans d'autres mains, des résultats négatifs; mais encore faut>il, ou qu'elle ait. été insufii-f santé, suspecte à un titre quelconque, ou qu'on se trouve, en la renouvelant, dans des conditions plus &voiables. On conçoit par exemple , jusqu'à un certain point, que la ligne de Borde^ws à Bayomne^ traversant ou côtoyant des forêts de pins qui oflQrent.en abcmdance des bois d'une grande régularité, .ait paru plus favorable que toute autre à un nouvel essai des longrines et du rail en a. Ce n'était cependant pas là une considération déterminante: pour que le succès fût protrâble, il aurdt Mu être &i mesure de remédier aux graves défauts que la pratique avait signalés dans ce système de voie. 11 n'en était pas ainsi; on s'est borné à suivre les anciens errements. Reproduite dans des conditions tout aussi défavorables, l'expérience devait aboutir au même résultat qii.e les précédentes.

Les tentatives dont il s'agit étaient dépoui-v ues de tout caractère de perfectionnement réel; eUes n'ont fait que confirmer les résultats des observatiuris déjà faites ailleurs; mrtis elles ont du moins tranché la question en France, et elles empêcheront les ingénieurs de s'engager de nouveau dans ces stériles expériences. C'est à co dtn' négatif qu'elles ont pu être utiles, et qu'il peut y avoir quelque intérêt à les rappeler aujourd'hui*

§91. lÂgne dt Bai/anM (Pl. V, fig. 26). ^Le rail pesait 30 kil.; il avait 6 mètres de longueur, et les longrines de & à 6 mètres; les joints des deux files de longrines reposaient sur une même traverse;

on n'a d'abord ajouté une traverse intermédiaire que pour les longriiics dont la longueur dépassait k mètres. Ces traverses étaient, de même qu'au chemin bailois, placées sous les longrines au lieu d'araser leur face inférieure, comme dans la voie de M. Brunei. Leur liaison avec les longrines était opérée par de longs Iv nions, placés de part et d'autre du rail, ayant la têle en iiaut et un écrou à grifles.

Les rails étaient fixés aux longrines par des boulons à écrous inférieurs, insérés dans le patin, et espacés de l*". L'inclinaison étwt donnée par la pente de la face supérieure de la longrine.

Par suite de la diversité de longueur des longrines, la distribution des joints des rails, relativement à ceux des su[>port8, n'était assujettie à aucune loi, si ce n'est à la condition de ne pas coincider.

Quant au point délicat, la jonction des rails, le moyen auquel on s'est arrêté n'était rien moins <|ue nouveau. C'est celui qui semble, au premier abord, naturéUement indiqué par la forme du rail et par lés forces auxquelles il est soumis, c'est^-dire un véritable couvre-joint Inférieur, formé d^une plaque de fer, légèrement bombée au môien, et logée dans une entaîUe de la longrine, de manière à affleurer sa face supérieure. Il y avait de chaque côté du joint quatre trous dont deux et quélquefoia trois recevaient des rivets, et les autres, les boi^ Ions d'assemblage avec la longrine*

Gomme on l'a vu (67),la plaque inférieure, boulomiéé, avait déjà été essayé en Prusse, mais en dénaturant son action comme couvre-joint par l'introduction d'un jeu nécessaire d'ailleurs (122), pour la dilatation.

Avec la rivnre, faite comme à l'ordinaire, à chaud, on ne peut guère compter sur le jeu, même en adiucttantque le refoulement des rivets n'ait pas rempli les trous (80). Le frottement développé par la tendance des rivets à se contracter est si grand, en effet, qu'il est seul en jeu dans les chaudières, dans les poutres en tôle, etc., et me \es rivets ne travaillent jamais par cisaillement, même sous les plus grands efforts auxquels le système est soumis dans la pratique (*) . Dans de telles conditions, le rail cesse d'être libre, malgré le jeu et i'ovalisation des trous. Pour que cette liberté fût réelle, il faudrait que la rivure fût faite à froid, avec das fers assez ductiles pour se prêter à la façon des têtes.

Au chemin de Bayonne, on a procédé à chaud et sans jeu. On comptait ainsi sur la résistance des rivets pour détruire la tendancé

(') Voir Rapport adressé au ministre des travaux publics sur .appiicntion de la tôle d'ider fonda à la construction des ehaudières à vapeur, par HM. Combes, Loneux et ConeAe. — Pastt{»et miIt. — Dunod, mu .. . .

CHAF. IV. — BAUS. — JEU PflUE ÏJL DILATATION. iâO

des raiS à la contraction, et sur la liaison avec les longrines ])oiir s'opposer au gondolement qui tend à se produire, entre les points fixes, sous r action d'une température élevée. Une tdic expérience faite sous le s oit il du Midi ne manquait pas de hardiesse; mais le succès a été uégatif.

Les inconvénients observés sur la ligne de Bayonne n'avaient pas tous une égale gravité. Quelques-uns étaient acddei^tels, étrangers au système. Les autres étaient les conséquences, sinon én principe Iuk même, au moins du mode d'application.

On a reconnu dès le début que cette voie péchait :

I* Par quelques détails de la forme et par la qualité des rails;

s* Par leur mode de jonction;

3* Far la disposition derentretoisement des longrines;

4* Pïur la nature du Irallast.

1* Raits, » Leur bombement était trop fort : défaut aggravé parle poids considérable de tout le matériel roulant, et de plus, pour certaineM machînes-tender (qu'on a, du reste, transformées depuis), par la manviûse r^>artition de la chaige sur les essieux; de sorte que tout se réunissait pour exagérer la pression an contact des roues.

Cette cause ne suffit pas, cependant, pour expliquer la rapide destruction des rails dès les débuts de l'exploitation ; son influence a été aggravée par une Ma ication défectueuse, dont la nature même des avaries était la preuve manifeste; les rails ne s'écrasaient pas; ils se fendaient longitudinalement, smvaiiL la ligne de roulement. Telle était souvent, d'un autre côté, l'aigreur du métal dans le patin, que le forage des trous de rivure STiffisait pour produire le déchirement. Ces graves imperfections aifectaient, du reste, inégalement les rails des diverses provenances. Il est certain, au surplus, qu'on avait trop présumé de l'influence des supports continus, et qu'indépendamment de sa forme le rail était trop léger.

s*" Assemblage des rails, — La suppression complète du jeu aux joints a eu des effets d'autant plus nuisibles que la nature du fer était moins propre à atténuer leur gravité. Aussi les gelées ont-elles causé la rupture d'un assez grand nombre de plaques de joints, tandis que pendant les chaleurs les rails prés^taient des ondulations horizon^ taies et verticales désastreuses pour les attaches et pour les longrines.

L'ovalisation des trous, et l'introduction d'un jeu sensiUe entre les bouts des rails aux basses températures* cfaangerûent d'ailleurs du tout au tout les conditions de résistance de Tasseinblage, sans compter

150 UV. ï", — VOIE.

que ces trousseraient, parleur position, très-sujets à 8*oblitérer, ce qui

n'a pas lieu pour les trous des boulons d'éclisses; de sorte que, en soiiime, la valeur d'une des pi incipales objections contre le rail en Ci dépend du degré d'utilité du jeu ménagé aux joints.

tse*. Digression sur le jeu pour ia dilalaiion. — Dans une discursif m PDp^agée sur ce sujet à la Société des ingénieurs civils de Londvo^. 1 inutilité du jeu a été soutenue par feu M. Brunei; sa conviction éicut fondée, a-t-il dit, sur les observations les plus concluantes : il était démontré pour lui qu'on n'a à redouter ni ondulations en plan ou en profil des rails convenablement attactiésaux longrines, ni rupture des joints , ni excès de fatigue du métal. Mais il ne faut pas oublier qu'il s'agissait seulement des chemins anglais, et que M. Brunei réservait formellement son opinion pour les chemins construits sous des climats moins tempérés» et où les écarts de température sont plus considérables.

L'ÂdministratioD des. chemins de fer Imvarois qui a examiné de nouveau la question, a été amenée à condure, non-seulement que le jeu actuèlest indispensable, mais encore qu'ilconviendrait deUaugmenter. Bn résumé, sauf quelques dissidences, qui ne s'appliquent d'ailleurs qa*auz chemins anglais (et en exceptant la vde du système Jtor/ow. sur laquelle je reviendrai plus bas)* la nécessité dn jeu est parfaitement établie; toute forme qui ne permet pas de concilier cette condition avec une consolidation efficace des joints, est donc par cela même défectueuse. Tel est le cas du rail en q qui, du reste, devrait être rejeté, quand même U n'aurait pas d'antre tort que d'être inséparable des longrines.

Sur les chemins de fer français, on admet que la température des rails peut varier entre — iO' et + 30°, écart auquel correspond, sur une baire de' 6 mètres, une variation de longueur de 6 X 40x0,0000122 = 0'",003. On force souvent im peu le jeu aûn de tenir compte de la déformation des bouts, qui tend à occuper une partie de l'espace libre par suite du refoulement du métal.

On ne s'astreint pas, d'ailleurs, à proportionner exactement le jeu donné lors de la pose à la température du moment. Sur l'Oues t français, par exemple, l'écarteniiiit est G"», 003 jusqu'à ô', 0'",002 de ô à 20°, et 0'^,001 au-dessus de 20». Sur le Nord il est de 0",003 jusqu'à 10» et de 0'",002 au-dessus. Les poseurs sont munis de calibres en tôle, ayant exactement ces épaisseurs, et d'an thermomètre placé à l'ombre.

CHAP. IV. — VOIES SUA LOMGRINES. — £MTa£TOIS£MENT. i5i

iSn plaçant un rail, les poseurs doîveDt l'appliquer eiactement contre le calibre. Pour éviter que la manosuvre, Êiite sans précantidn, ne resserre les joints précédents. Il est bon d'en laisser deux ou trois garnis de leurs cales.

On rencontre sonvent sur les voies exploitées quelques rails consécutifs en contact, même à une température moyenne. Le mal n'est pas grand, tant que les résistances réparties sur la barre devenue continue ne sont pas assez grandes pour l'empêcher de se dilater, lorsque la température s'élève, en surmontant les résistances auxquelles elle est soumise, et en proliLaiit des vides qui se sont accumulés à ses extrémités. Mais si le contact s'établissait sur une série trop longue, le raii du milieu, surtout, serait dans un état de compression qui pourrait déterminer fentes, près de la surface, aux bouts. On chaiifreine quelquefois le bord du champignon pour empêcher cet effet; mais il vaut mieux stipprimer la cause flle-mème, en tenant la main à ce que les vides soient et restent régulièrement répartis.

Les conséquences du défaut de liberté longitudiiialo des rails pouvaient être beaucoup plus graves lorsque les rails étaient indépendants les uns des autres. L'application des éclisses les a radicalement supprimées; c'est un service de plus dont ou leur est redevable.

t9S* EfUretoisement des îongrines. — Les traverses doivent s'opposer au glissement, à la rotation et à la flexion horizontale des Iongrines. Il faut donc que, par leur nombre, leur position et leur mode de liaison, elles remplissent le mieux possible cette triple fonction.

Elles peuvent être placées sous les Iongrines, comme on l'a lait sur les chemins de Baymnê (Pl. YI, fig, àO) et du duché de Bade (PL lY, pg, 28), ou bien entre les Iongrines, arasant leurs fiices inférieures, comme au Great^Westem.

L'assemblage est opéré, dans le premier cas, au moyen de bon- Ions verticaux; dans le second, au moyen de Ure-fonds horizontaux traversant la longrine au milieu de sa hauteur, et terminés par dés plate-bandes boulonnées sur une des faces latérales dé la traverse qui pénètre dans la longrine par un petit embrèvement

T et T désignent respectivement les tensions des boulons verticaax et des tire-fonds, nf'cessaires pour assurer l'équilibre de rotation de la lun^rine sous 1 action d'une même poussée horizontale Q, exercée par les mentonnets des roues, on a, abstraction faite des réactions verticales des roues sur le rail, et des réactions horizontales du ballast sur

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la longrine, « et I étant ré{Mia8eiir et k ]argeur de 4xUeH:i, r k leur du rail :

T=riÛl±-â, r = H(r-f«), dToù T:r;:e:2l. Ordinairemeat « = ^ ^ peu P^s..

Ainsi, sous le rapport de la rotation, la première âiq>08ition est de beaucoup la meilleare : considération (pii a son importance, car si l'on n'a pas à craindre le renversement du rail seul, il en est tout autrement pour l'ensemble, beaucoup plus haut, du rail et de la longrine.

Hais lasecondedisposition reprendhautement l'avantage sous le rapport du glissement, combattu par la résistance à l'extension des tirefonds, n n'y a pas d'assimilation possible entre les boulons verticaux du premier mode d'attache, et les chevilles, crampons, ou vis qui fixent les rails ou les coussinets sur leurs supports. Ici, la portion en saillie est trës^courte; comme les solides encastrés dont la longueur n'excède guère les dimensions transversales, elle ne tend pas à fléchir, et la résistance traiisverse y est à peu près seule en jeu. Les boulons dont il s'agit sont dans des conditions bien difl'érentes. Le grand espacement des traverses concentre sur eux des pressions très-considérables; mais surtout, sollicités parles réactions de la longrine sur une grande lonp^eur, — égale à Tépaisseur même de la longrine, — ils tendent a fléchir, à moins d'exagérer leur équarrissage, ce qui aiTaiblirait le bois outre mesure. Il est évident, d'ailleurs, qu'on a médiocrement à compter sur le frottement développé par la tension des boulons, tension nécessairement limitée, et influencée de plus par les \ariations de l'état hygrométrique des bois. L'encastrement partiel de la longrine dans la traverse ne paraît pas d'ailleurs susceptible d'assez de précision pour maintenir, surtout avec des bois tendres, l'invariabilité rigoureuse de largeur de la voie. * L'entretoisement à l'intérieur a un autre avantage, il exige moins de bois.

La situation inférieure des traverses est, d'ailleurs, en opposition avec le principe même de la continuité des appuis, ou, en d'autres termes, de l'identité aussT complète que possible des conditions du rail en tous les points de sa longueur, en ce qui concerne les réactions verticales de bas en haut Sa flexion dépend de la compressîbîUté et par suite de l'épaisseur du ballast ; et celui-ci ayant un mini-

GHAP. IT. ^ irons SUR L0N6BIRE8. EXElIPUES. 158

mum périodique au droit des traverses, il en est de môme de l autre.

En somme, la disposition adoptée par M. Brunei est de beaucoup la meilleuré. L'autre dérive de la conception d'un rail mixte et de l'assimilation à la voie sur traverses : assimilation qui ne tient compte nî des écartements très-diflérents des traverses, ni des distances trèsdiflérentes aussi du sommet du rail à la traverse. Avec los si]{)port3 transversaux, il n'y a jamais qu'une seule roue engagée sur une même travée ; de sorte que le rail, beaucoup plus bas d'ailleurs que le rail mixte, ne peut ni se déformer latéralement, ni se renverser.

Dans la voie sur longrines, les traverses, par cela même qu'elles sont plus espacées, ne peuvent plus remplir les mêmes fonctions. Le rail mkte, s'il est trop faible et contre-buté latéralement par un ballast sans consistance, se déforme entre les attaches des traverses, et ces attaches se disloquent elles-mêmes, si elles ne sont pas constituées de manière à résister à la poussée latérale exercée par deux roues de machine à la fois. Cestce qui est arrivé, dès le début, sur k ligne de JBafonne. Les longrines se sont comportées comme le ferait un rail trop fiuble, supporté par des traverses beaucoup trop espacées, et maintenu par des attaches insuffisantes. Les boulons se sont faussés, les longrines ont glissé sur les. traverses, et c'est ainsi qo*ont eu lieu de nombreux déraillements à VinUHmr, ou par écartem^t; en même temps, les longrines se fendaient fréquemment sous l'énorme effixrt des boulons, nécessaûement très-rapprochés, non-seulement du bord, mais aussi de Textrémîté, par suite de Is largeur restreinte des traverses de joint.

Une certaine précipitation imposée par des circonstances particulières, et les malfaçons qu'elle entraîne, surtout quand il s'agit d'un système nouveau pour le personnel chargé de l'appliquer, avaient, dans l'origine, aggravé ces inconvénients, qui ne sont pas tous inséparables du principe. Aussi les a-t-on atténués, mais non supprimés, en ajoutant une traverse intermédiaire à toutes les longrines dont la longueur dépassait h mètres; en les multipliant plus encore daus les courbes, avec addition de plates-bandes en 1er, terminées à chaque bout par un crochet saisissant le patin ; en portant leur épaisseur de 0™J0 à 0'",l^i y encastrant les longrines sur O^^Oâ, et portant de 0'",015 à0"%0i8 le diamètre des boulons d'assemblage.

11 est incontestable, d'ailleurs, que la finesse et la mobilité du ballast, formé d'abord de sable des Landes qu'il a fallu depuis remplacer à grands frais par du gravier, étaient pour beaucoup dans l'in-

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stabilité de la voie de Bayonnê, et dans le défaat de liaison de ses éfements. Il n'y a pas de bonne voie, de quelque système que ce soit, sans un bon baUast (171); mais cette condition est plus impérieuse oicoie pour les voies à supports continus que pour les autres. Elles réclament tout particaUâreânent un bon bourrage ; avec un sable fin et sec, les Ipngrines se défirent trè»-Fapidement La transformation du ballast était d'ailleurs indispensable pour dissiper le perpétuel nuage de poussière qui enveloppait les trains, et dont le mécanisme des macbines ne souffrait pas moins que les voyageurs. La substitua tion, dont la dépense s'est élevée à prés de 6.000 francs par kilomètre simple, avait certainement amélioré la voie, mais ses vices oiganiques subsistaient, et notamment l'irrémédiable imperfection des joints; aussi est-on revenu, en désespoir de cause, au rail à coussinets sur Liavei'ses.

Vbt> du chemin d' Auteuil. — Cette voie présentait beaucoup d'analogie avec la précédente; elle avait les mêmes caractères essentiels: traverses inférieures, boulonnées, ei -plies rivées aux joints. Mais on remarquait dans les détails quelques diliérences assez importantes.

Les longrines et les traverses avaient le même équarrissage, 0'",30xO"',l5 ; les traverses, espacées en moyenne de 2'",A0, étaient fixées aux joints par h boulons, et ailleurs par 3 seulement. La longueur des longrines, en sapin, était comprise entre 12 et lâ mètres, circonstance qui a introduit une certaine irrégularité, d'ailleurs sans conséquence, dans la distribution des traverses. Là, comme dans les Landes, on ne s'est pas imposé, pour les joints des longrines et pour ceux des rails, de 6 mètres de longueur, d'autre condition que d'éviter leur coïncidence.

La plaque de Joint avait de très-grandes dimensions, 0*,A0' sur 0",lâ7. En faisant la pose à une température moyenne, 10* environ, on a laissé entre les bouts des rails un jeu de Q^,QOh k 0",005, qui supposait nécessairement une ovalisation correspondante de h trous d'un des côtés du joint; mais si un tel assemblage suffit pour empêcher la formation des ressauts, il pord beaucoup de sa valeur au point de vue de la continuité de la résistance.

L'inclinaison était donnée parle déversement delalongrine, c'està-dire par l'inclinaison de sa portée sur la traverse.

Le rail avait G",! 55 de bord en bord et s'appuyait sur des longrines de 0'",30. Ce grand excès de largeur, iuvorable du reste à la

GDAF. IV. — VOIES SUK LOUGHUISS. — EXEMPLES. 15^

Stabilité, était en partie, dans ce cas, la conséquence nécessaire de la disposition particulière des attaches. Les \is à bois, au lieu d'araser le bord du patin et d'appliquer sur lui leurs têtes convenablement élargies, pressaient des taquets en fonte qui se repliaient sur le rail. Ces attacha, espacées sur chaque rang de 0°\50 environ alternaient d'un côté à l'autre, ?î ce n'es;t dans la région du jjint, où elles se faisaient face.

On cherche en vain quelle pouvait être l'utilité de ces appendices intermédiaires ; la stabiUtô de rotation du rail sur la longrine était galaotie de reste ; il n'y aurait pas eu d'inconvénients k la réduire si l'on y troavait quelque con>pensation; mais à quoi bon^ si cette compensation n'existait pas? £n admettant que le rail tende à tourner autour de Farète extérieure du patin, la tension développée dans la vis intériflore pour résister à cette tendance serait àpen près doublée, cette -m étant placée sensiblement au milieu du taquet Les proportions du rail en a excluent toute crainte d^eflfots de ce gwe, impos^les même par des rails beaucoup plus élevés. Mais pour justifier celte complication, fl ne suffit pas de prouva qu'elle est inoffienâve; il iaudrait aussi prouver qu*^e sert à quelque cbose.

La ligne d'ilulMit'l, desservie, par des machines à roues d'arrière couplées, et par suite sans Jeu dans les plaques de garde, a des courbes très-roides, de 300 et même 250 mètres de rayon. On a ajouté dans celles-ci (comme on l'a fait après coup sur le chemin de fer de Bayonne) des plates-bandes d'écartement en fer, repliées sur le bord du rail, et boulonnées sur la longrine.

Longrines: 2.(Mî(»X0-,30x0»',15 9(r»,00

Traverses (longueur, 2>,20; équarrissage, 0"',30xO'",là; cube de Tune, 0-^099; — intervalle moyen, 9 mètres;— nomlMie,

m par kU.) « mxO"»<NM» 32«'»,97

Les rails étaient approvisionnés portant la plaque de joint rivée à Tun des bouts; on présentait le rail à la longrine pour tracer et creuser Tentaîlle destinée à recevoir la plaque, on âdaait la rivure à Fantre bout au moyen d'une forge volante, et Ton posait les taquets et les vis comme sur le chemin de Bayonne, Cette expérience a abouti, comme la précédente, à l'abandon du rail à n et de la longrine.

VoieprmiHwdu chemin de Dôle a Salins. — Lacompagnîe concessionnaire de cette petite ligne avait adapté le rail en n avec supports longitudinaux» mais non continus. Les longrines, de 2'",60 à 2",80, laissaient entre elles des vides destinés à faciliter l'écoulement des