CHAPITRE V

DBS TftATERAES.

S 1. VMM» «ê MlMMiMS

tS9. La nôces8it6 <f enfouir dans ks yoies des masses db M éDormes, environ 100 mètres cubes par kilomètre de voie simple, constitue pour rétablissement et pour l'entretien des chemins de ferune cbaige très-lourde, et d'autant pins lourde que le trafic est moindre. Les ti'averses ne sont pas, en efîet, comme les rails (placés à cet égaxd dans des conditions très-heureuses et assez inattendues), des instninients de travai] dont la dépréciation résulte uniquement des services ^ qu'ils rendent ; si ractioii des trains entre pour une part notable dans!» destruction des traverses, l'influence des éléments extérieurs, cfind)iiiée avec les réactions des propres éléments des bois, y contribue plus at t i vement encore. Les compagnies de chemins de fer cherchent depuis I ngtemps à allé<i;pi' ce lourd fardeau , soit en prolongeant la durée du bois, soit en lui sul^stituant des matières plus durables. Le premier but a été atteint dans une certaine mesure, pas assez, cependant , pour qu'on cesse de poursuivre le second, mais le succès dans cette voie a été rnoindre j usqu ici. Toutefois l'abaissement du prix du fer a donné à cesTecherehes une impulsion nouvelle, et comme on le verra bientôt^ quelques tentatives récentes semblent avoir réalisé de véritables progrès. Le bois doit-il cesser bientôt d'être la base par excellence des voies ferrées? beaucoup d'ingénieurs se refusent à le croire; plus les justes exigences du public et celles du traficlui-mèmeconduisent à augmenter la vitesse, et plus, disent-ils, le bois semble in^pensable. Seul, d'après eux, il remplit naturellement, pour ainsi dire, les conditions de fleiibilité, de masse et de volume que réclame impérieusement la circulation à grande vitesse. Non-seulement il garantit la sécurité, mais aussi il préserve la matériel roulant et les rails de la rapide destruction observée sur Ge^ taines voies entièrement métalliques. Nulle part ce &it n'a été constaté plus nettement que sur les chemins de l'Inde anglaise, qoi ^ viennent généralement au bois, malgré Tinfluence délétère du climat, après avoir dâmté par le fer et la fonte; mais peut-^ Finsuccèi

i^;o^ijd by

GHAP. y. — TRAVEHSES. — DIMENSIOKS KT FONCnONS. i6S

du rnétal doit-il être imputé pluLOt à ia lorûie défectueuse des supjports, qu'à leur nature même.

isa. Les traverses penvent dîffiirer ; 1* par la fonne; 2* par le cube; par lessenoe.

1* Forme. — ta section est rectangdlaiie, demi-circulaure, un mixte (PL inm, fg, 2A). La fonne triangulaire, essayée à diverses reprises, est tout à Êdt abandonnée. Le prisme triangulaire, recevant le rail sur une face horizontale, avait une double tendance à pénétrer comme un coin dans le ballast, et à tourner autour de son arête in* férieure. L'instabilité, qui avait fiiut donner à ces traverses le nom de âanseuies, les a hit rejeter partout. .

La section rectangulaire est la plus répandue. La forme, au surplus, dépond à la fois et de l'essence, et de l'emploi du bois, soit à l'état naturel, soit préparé, et du mode de préparation lui-méiue. Ainsi le chêne employé à l'état naturel est toujours équarri, l'aubier» qui ne résisterait pas à la décomposition, ayant dû être éliminé. Préparé,' il peut et il doit même en général conserver son aubier, qui seul est complètement pénétré par les substances préservatrices; il est alors c rrijiloyé demi-rond. — Les bois tendres qui, sauf de rarœ exceptions, pourrissent trop vite pour être employés sans préparation, et dont le cœur est impénétrable aussi à la plupart des réactifs, mais rx>nstitae une partie beaucoup plus faible et souvent même nulle de la masse, peut -être ou équarri ou demi-rond. La forme adoptée alors peut résulter du procédé même d'introduction du réactif. Ainsi, le procédé Boucherie, applicable seulement au bois en grume, donne des traverses demi-rondes, qu'on peut du reste équarrir ensuite; tandis que le procédé Bréant et ceux qui en dérivent, ainsi que le procédé BethéUt donnent immédiatement, à volonté, des traverses de l'une ou de l'autre forme.

Cionsidérées en éUesHnémes, ces deux formes sont à peu prés équivalentes. La section demi-ronde exige un peu plus de travail au sabotage; le cube de la traverse doit aussi être plus considérable, ce qui est d'ailleurs un avantage à certains égards. — En somme, c'est une question de prix, de conditions locales.

IS4. 2* Cube, — La traverse doit donner la stabilité par sa masse propre et par la butée du ballast sur ses faces latérales ; son cube oscÛle ordinairement autour de O^'ïOO pour la forme éqiinrric et de 0"*,12 pour la forme demi-ronde. Chacune des trois dimensions a

iOA UT. l". VOIE,

d'ailleurs un rôle spécial, et ne peut s'abaisser au-dessous d'une certaine limite :

a. Longueur. — Ainsi la longueur^ en apparence excessive, de 2*,50 au moins pour la voie de l^jôO, est à peine suffisante ; sa réduction, même compensée par un accroissement de largeur, donnerait de mauvais résultats; rexpérunce a prouvé la nécessité d'un grand excès de largeur de la base gi'in'-rMÎe d'appui sur le ballast,

6. Épaisseur. — Trop mince, la traverse serait fragile; les attaches y seraient mal fixées. Le rapport du périmètre à l'aire de la section serait dé&vorable à la durée.

e. Largeur. — La longueur étant donnée, la largeur doit remplir une condition très-essentielle, celle de répartir sur une surface de ballast assez étendue, la charge appliquée à la traverse, charge qui atteint à peu près le poids de la paire de roues de machine la plus chargée. La moindre laigeur des traverses ne peut donc être compensée par leur plus grand rapprochement; ce qui importe, ce n*est pas la surface totale d*appui par unité de longueur de voie, — celle-ci pouvant varier avec la section du raû, qui admet des suppoits d'autant plus espacés qu'il est plus résistant, — c'est la surface de l'appui, de l'élém^t luî*-mème. Les traverses doivent, sans doute, être asses rapprochées pour que le poids de la totalité ou d'une fraction quelconque d'un train se répartisse sur une surface totale assez grande ; mais avec le degré de rapprochement indispensable, au point de vue des rails, même les plus lourds, on n'a pas à se préoccuper de cette condition , largement remplie si celle relative au support, considéré isolément, l'est elle-même au degré convenable.

Sur r Est Français, les traverses ont les dimensions suivantes (Pl. Vil,

TnTeraei é^nirriet.

TraTerses demi-ronde*.

Epaiisenr.. • .

( Traverâeâ iotennédiaires ' ( Af. de Joint . . .

mM. * flsfct.

0,13 à O.IG 0,21 0.2C 0,37 0,30

wtL ntt.

OfSe 0,16

La base varie donc de 0"%ô3ôô à 0*',dO, ce qui donne, sous la charge d'une paire de roues de 13 tonnes, une pression de 2^'*,4 k l^^S par centimètre quarré de ballast

CHAP. Y. <— TBAVEItS£S. — DIMENSIONS £X FONCTIONS. 165

Sur le cbemin de Partt-Héâiterranée, les dimeosioDS minimum sont :

1* Four le ebêiie, toujours éqoem, et pour le hêtre, également équarri : '

tmmf i int^médiailM. Tnrerses is joial.

Longueur 2" . . . . , 2^ ,75

Largeur * . . . 0" ,20 0- ,30

Épaisseur 0" ,<5 0*,IS

Cube mmtmum. 0"*,08S» (r*,m

2' Pour le hêtre demi-rond ;

TïïÊiftntê iateraédidiM. Tteranei de jeiit

Longueur. S*,75 « • • • 2*,73

Gorde de Tare 0*,S0 . . . , 0",30

Flèche de Tare on épaisseur. 0",f 6 0^,18

Sur le réseau d Orlêans^ la longueur varie de 2", 50 h ^'",70. Pour le chêne, toujours équarri, la larp^our est comprise : pour les traverses intermédiaires, entre 0", 20 et 0'"/>/i; pour les joints, entre 0'",30 et ^'".^h ; et l'épaisseur : entre 0"\1à et 0'",16 pour les deux catégories. Pour le hêtre et le pin équarris, la brprur varie entre 0",19et 0'°,28 pour les intermédiaires, et entre 0"',29 et 0'",35 pour les joints; l'épaisseur commune est comprise entre 0"',12 et 0™,15.

Sur la plupart des chemins de fer allemands, les traverses de joint ont non-seulement un équarrissage plus tort, mais aussi une lon« gueur plus considérable, ce qui les rend souvent tort coûteuses; aussi la suppression de ces traverses spéciales est-elle, conune on Ta vu (74, 75), un des motife de la faveur, assez imprévue avec le rail 1^gnefet du joint en porte^faux. Mais ces grandes dimensions données à la traverse de Joint sont vraiment du luxe. H en est de ces longues traverses comme des plaques de Joint : motivées, nécessaires- même sans les éclisses, avec celles-ci elles n'ont plus de raison d'être; ce qui veut dure non pas, certes, qu'une traverse forte et longue n'est pas préférable en elle-même & une traverse courte et grêle, mais seulement qu'une aussi grande disproportion entre celles de joint et les intermédiaires, fondée à l'époque où chaque rafl formait un système sans liaison réelle avec ses voisins, ne l'est plus aujourd'hui.

Les dimensions des traverses sont encore aujourd'hui, sur un grand nombre de lignes, les mêmes qu'il y a vingt ans, malgré les conditions si différentes de vitesse, et de poids des machines; mais réîévatioii graduelle des prix ne permettait guère de songer à un accroissement du cube.

En Angleterre, les trareraes ont ordinairement 2",7iï X û'",2ô X0~,i3, et sont espacées d'axe en axe de 0'",91, ce qui donne pour surface d'appui 0"*%0S5 par traverse et 0"%7ô2 par mètre linéaire de voie. Sur quelques lignes à très-grand trafic récartement est réduit à O'OyTO, ce qui élève la sur&ce de portée par mètre linéaire, k 0"%90, accroissem^ très-utile sans doute an point de vue du travail des rails, mais qui, au point de vue de la répartition des pns- * aions sur le ballast, de la stabilité des appuis, est moins efficace qu'une augmentation de largeur des traverses. Les ingénieurs anglais s'attacbent, d'ailleurs, à runifomûté des dimensions et de Tespaoement, si ce n*est pour les traverses contre-joint, dont Tintervalle est réduit autant que le permet le bourrage.

Sur le Nord de l'Espagne (voie de i°',7Z d'axe en axe des rails) (*), les traverses ont 2*", 80 de longueur et cubent 0"'M/i.

Aux États-Unis, une des nombreuses causes de 1 imperfection des voies est TinsulTisance et l'irrégularité des dimensions des traverses qui ont seulement, en moyenne, de long et 0'",j8 de large;

on les regarde surtout comme des tirants destinés à maintenir la largeur de la voie, et on fait bon marché des autres conditions, tout aussi essentielles cependant ; ainsi, on place pélo-mêleles traverses courtes ou longues, minces ou épaisses.

Avec des traverses longues et larges, on peut avoir une surtace d'appui rigoureusement suffisante tout en bourrant très-peu au milieu de la voie, et plus serré sous le rail et de part et d'autre. Avec les traverses en usage en Amérique, on n'aurait, en procédant ainsi, qu'une portée tout à iait insuiBsante; mais elle ne Test guère moins, en réalité, quand on veut bourrer partout, parce que l'uniformité du bournige ne se maintient pas. Les vibrations des traverses les d^ar-nissant surtout vers les bouts, éUes se balancent à droite et à gauche. Si l'on augmente leur nombre, l'économie disparaît, et d'ailleurs on ne remédie pas au mal, chaque traverse ayant pour son compte, comm« je l'ai déjà dit, à supporter la charge à peu près entière de chaque paire de roues. Les supports trop rapprochés rendent d'ailleurs le bourrage très-diiBcfle. Aussi sont-ils très-instaldes; ils sautillent sous le passage des trains, et .rien n'est plus commun aux États-Unis, que de trouver une traverse suspendue au raSl : de là une flexion ex-

(*) Fa nnn de bord en bord, romme fl a été dit par erreur <^ là page 5. — Cette cote «t ilxée, eu hâpagiie, a 1°,(>7 (ariicie de la Ley geiierai de caimnos de hierro).

CHAP. V. — TRATEBSES» — OUI£NSiOn:> JiT fO^CllOk^:^, 167

cesslve de cdai-d sods la charge* dea chocs qui détrnîaent le bois, et uDë réaction qui relâche les crampoiis kiisqne le rail se lestitue.

En somme, si l'exagéiatioa de la pression sur le ballast n'est nullement inhérente au principe même des supports discontinus, on peut dire qu'en &it, et pour des moti& impérieux d'ailleurs d'économie, cette exagération se produit souvent, et aggrave les dépenses de Fentretien courant ainsi que la dépréciation des éléments. Gomme l'ont fait remarquer plusieurs ingénieurs, entre autres M. HoUey (*) et M. le conseiller intime Bartwiek, le savant et habile ingénieur en chef des chemins Rhénans, les supports continus pourraient avoir l'avantage sous ce rapport: non qu'il soit plus facile dans ce système (bien loin de là) d'avoir une j^^lus grande surface d appiii par unité de longueur de voie, mais parce qu'il échappe à l'inconvénient le plus grave des supports transversaux, celui d'avoir à supporter isolément, et par suite sur une surface très-limitée, la charge de chaque paire de roues. Tin support l<iiiLj;itudinal, à condition d'être parfaitement continu aux joints et très-rigide, peut, on le conçoit, répartir sur une surface de ballast plus grande la pression appliquée en un quelconque de ses points. Mais il ressort assez de la discussion des voies sur longrines (110 et suiv.) que l'avantage,— d'ailleurs purement théorique jusqu'à présent, — dont il 5*agit, est acheté dans ces voies au prix d'intolérables inconvénients. La première condition pour rendre ces avantages réalisables, c'est de renoncer au rail en fer sur longrine en bois, c'est-à>-dire au rail mixte, M. Barlow avait fait, dans cet ordre d'idée, une première tentative qui a échoué, il est vrai, mais qui n'en était pas moins une conception très-remarquable; son but principal, «non unique, était bailleurs la suppresâon du bois. M. Èarlwîck a £iit depuis un essai analogue, mais conçu en même temps en vue de la r^uirtilion des pressions sur une plus grande surface de ballast. Noos reviendrons sur ce sujet en traitant des voies métalliques»

tsft. s* Eiienee, — Le chêne, le hêtre, le sapin, le i»n et accessoirement le charme, sont à peu près seuls en usage sur les diemins' européens; on peut y ajouter le mélèse, un des meilleurs quand il a crû à une altitude sufiiaante. En Bavi^, où il est assez commun, 00 a reconnnu que cdni qui a végété sur les flancs des vallées

O Ouvra^ cité mpràt page 07.

108 UV. — VOIB.

liasses est médiocre. Ge conUke est m peu répandu^ ou si peu accessible dans ses numtsgnes* que le nombre des cas où on peut remployer est tr6s^«str»nt.

S 11. Puée tfes ér*T«Me» préparée*,

iS«. (TAIse. — Pannî les bois usuels, le chtae est à peu près le seul qui puisse être employé sans préparation, et encore à condition d'être équarri. S'il est sain, compacte, s'il a crû lentement dans un bon terrain, cist enfoui dans un ballast bien perméable, si la voie est bien assainie, il peut durer de douze à quatorze ans. L'influence du terrain est telle que les produits de certaines forêts, à sol trop léger, sont exclus par les marchés.

D'après M. Buresrh^ il y avait encore en 1863 (et il y en a peutêtre encore aujourd'hui), sur le chemin de Hanovre à lirunswick, des tra\erses paiiaiteineiit saines en place depuis vingt ans. Elles étaient, il est vrai, en excellent cœur de chêne; seulement elles s'étaient creusées peu à peu au droit des rails, au point que l'épaisseur y était réduite de moitié, de sorte que les crampons faisaient saillie ' sur la face iîiférieure. Pour qu'un semblable effet se soit produit avec du chêne bien sain, il faut sans duutf (\\iq contact entie le rail et le bois n'ait pas été convenablement assuré par les têtes de cr.irn po n s .

Il y a aussi, dans le Wurtemberg, des traverses eu cbêae eu place depuis dix-huit ans.

Une durée d'une vingtaine d'années est certainement remarquable comme exemple de résistance du bois, à l'état naturel, aux causes de décomposition qui agissent sur lui ; mais au point de vue des actions mécaniques, dès que le bois s'est maintenu sain, ce n'est plus le temps qui importe, c'est le trafic : nombre de trains, poids des machines, vitesse, etc. Or, une traverse est certainement moins fatiguée sons ce rapport en vingt ans, sur les chemins de Hanovre, qu'en dix ans sur ks grandes lignes de France et d'Angleterre.

En Angleterre, le chêne, très-peu répandu d'ailleurs, se comporte bien. Le Midland a des traverses qui durent depuis seize ans; on en cite même, sur le Great Eastem, près /piiotcft, qui sont posées depuis vingt-quatre ans : mais une teille durée ne peut «^expliquer que par la nature exceptionnelle du bois et du ballast.

Diaprés un relevé fait récemment en Hanovre, on n'avait remplacé.

CHAP. T. — XaAY£B&£S. — BOIS KOIT PBÉPARÉS. — LEUR DUBÉE. 169

«u bout de aeiie ans, que AS,6 p. 100 des traverses &i chéoe non préparé.

Sur la ligne d^ErqueUnes à CharUrùi^ ouverte en 1852» on n'aTatt remplacé en 1865 que 15,85 p. 100, résultat d'autant plus &vofaUe que le trafic de ce chemin est fort actif; mais ces exemples sont if heureuses exceptions ; ainsi, sur un autre chemin be^, celui du Luxembourg, les traverses en chêne ont duré seulement de six à huit ans, suivant la nature du ballast.

Divers clietnins allemands ont donné les résultats suivants :

Saarbriicke : durée maximum, 12 ans; moyenne, 8 ans.

Saarbriicke à Trêves et Rhein-N'dhe : Maximum, 15 ans ; moyenne, 11 ans. (Terrain très-perméable, et par suite favorable; par contre, les courbes de 350 mètres soumettent les crampons et les traverses à des efl'ortsqui accélèrent la destruction des uns et des autres).

iVoMou: S ans; terrain peu fiiTorable.

Fmn/^ùri à JSoitim :% k 11 ans.

Neisse à Brigg : 11 ans )/2 dans uq ballast argileux. On asp^ de meilleurs résultats avec le ballast criblé.

liagdeboury'WUienbergt et chemin Rhénan ; 9 ans 1/2 à 10 ans.

iSV. Sapin, — La durée du sapin est variable, comme sa nature, mais presque toujours très-faible. Il a dû souvent être remplacé au bout de trois ou quatre ans.

Sa durée moyenne a été :

Sur le chemin de basse Silcsie et de la Marche. ... 4 à 6 ans.

Sur les cheuiiDS de Brunswick et de Carl-Ludwig

(Gallicie) 5 ans.

BerUn k AnhalL . .* 6 li 7 ans.

Oppehi à Tamowitz 7 ans.

Bavière, chemin de TËtat, bois ayant crU rapidement

dans un t('rra?n hiiniîde 5à6 ans.

/d., bois exempt de lentes, et ayant crû lentement

dans un terrain perméable 7 & 8 —

Magdebourg à Leipzig^ et chemin de TÉtat en Antriche. . 7 à s -

Empereur Ferdinand (Autriche), et Ouest Saxon. . 8 ans.

La ligne de Mom à ffaulmoni (Nord-Belge) , établie en 1858 sur traverses demi-rondes en sapin, en avaii renouvelé 25 p. 100 an bout de sept ans, et n'en aura probablement plus une seule au buut de ' huit ou neuf ans. C est cependant un des exemples les plus satisfaisants de l'emploi du sapin à l'état natureL Sur une autre ligne du Nord- Belge, celle de Namur à l4<'ye, les traverses eu sapin, nuu préparées et

170 UT. r*, — VOIE.

tmsgalaires, oot duré sept ans ea moyenne. On aurah pu pent-ètie prolonger un peu leor service; mais Tinstabilité due à leur fonne était tdUe qif on n'était pas fâché de s'en débarrasser.

188. S'' Hêtre. — Ce bois qui, convenablement préparé, donne de très-bons résultats, est un des plus mauvais à l'état naturel. Les altematives de sécheresse et d'humidité le décomposent rapidement; anssi ar-t-il été très-rarement employé sans préparation, n a doré :

Sur le chemin de Branswick. 41 ans lySàS.

8nr le chemin Khénan 'esatÀ de^inelqnes milliers de • traverses entre Bingm et Bolandseek), 3 ans.

Une partie de ces traverses, préparées par le procédé Bouiàtrkt n'a pas dm^ plus qae les antres ; dles étaient, aussi, ou pourries n

complètement fendues ; mais comme le bois était trop sec, la préparation était évidemment illusoire (iàô). ^

tm. A* Pin.

Nord de TEspagoe 2 ans.

Chemin de Oràtx k Gâjach ! 2 à i ans.

Brunswick. 4 ans.

Oppeln à' Tamoufitz, 4 ans.

Bavière, chemin de l'État 5 à 6 ans.

Empereur Ferdinand (Autriche), Magâebowg à Lei/p-

3tig • 6 ans.