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28 UV. — VOŒ.

La résistance à la rupture décroît donc bc aucoup plus rapidement que l'aire ou le poids, résultat qui prouve d'une manière directe la supériorité du rail à base plate — à sections sensiblement égales de la tète et du pied — sur le rail à sinip)*' clranipignon. Si, comme on le prétend M uvrnt, cette dernit're forme élait plus favorable à la résistance: si, en d'autres termes il y avait dans le cas de la jépartition égale un excès inutile de métal à la base, l'enlèvement de cet excès n'affecterait pas sensiblement la résistance. Or, on voit que, dès qu'on ailaiblit le pied même d'une faible quantité, la résistance est réduite.

On peut, il est vrai, contester rassimilation du rail tronqué après coup, à im lail à simple champignon qui sortirait du laminoir immédiatement sous cette forme. On exagère un peu, en effet, Tinfériorité de celle-ci à cause de la résistance plus grande des parties qui ont éprouvé l'action directe des appareils d'étirage. — > Mais sa le mode d'expérimentation indiqué laisse subsister une cause d'erreur, cette cause est du moins peu importante, et agit dans un sens connu et constant.

On est donc fondé à conclure, en ayant égard seulement à la résistance transversale, que le pied doit renfermer au moins autant de métal que la tête. — ^1^' égalité des résistances du fer àFextension et à la compression, longtemps admise comme à peu près exacte, a été contestée depuis les expériences de M. Hodgkinfon qui tendraient à assigner à la seconde une valeur un peu plus faible ; mais il est clair que T égalité peut fort bien avoir lieu pour les fers en baires, et non pour d'autres solides tels que les tubes eu tôle pai exemple, à cause de la forme défavorable des parties comprimées et de leur tendance à fléchir isolément au lieu de céder seulement par écrasement: c'est ainsi que l'uniformité de répartition du métal peut très-bien n'être pas fondée dans certaines poulies en tùle, abstrat tiou faite des joints dœ feuilles qui travaillejit par traction, sans cesser de l'êti'e pour les rails.

Examinons maintenant, toujours au point de vue spécial de la résistance transversale du rail dans la position directe, l'influence de la forme du renflement inférieur. ;i érralité de section.

Le rail Vignole peut être regardé couune dérivant du rail symétrique par un simple aplatissement du champignon inférieur.

La hauteur diminuant un peu, la résistance transversale tend par

GUAP. IJ. — BAltS Sira TRAVERSES. COMPARAISON DES RÉSISTANCES. '19

cela seul à (limimici* aussi. Mais œt effet peut être compensé en tout ou en ])artic par le rapport pins fa\orable du contour à l'aire du piod,. et, pai' suite, par T accroissement de sa résistance moyenne par unité de sectioTi.

La comparaison n'a pu ê^tro laite, comme dans les e\])ei lenc es citées plus haut, (lafis des condilious d'ideiUité absolue du fer. I>es rails comparés différaient de nature en même temps que de forme. Mais les expériences ont été assez multipliées pour dép;ager l'iufltience des dillerence:^ de formes, si elle était réelle» de celle des diifêœnces de nature du fer.

On a opéré sur les rails suivants :

A base plate.

Ëàt prussien.

SLargard à Posen.

BeiliD à Hambourg.

Basse-Siléflie et la Marche.

Symelnuues, Westplialie.

Berliii-Anbalt (d'origine anglaise , fierliii-Potsdam-Hagdeboni'g.

D'après M. Wehhaupt^ chacmie des deux lormes aurait un a\aiita^e. spécial: la première, celui do résister m i peu niien\ à la rupture; la seconde, celui de ne contracter qu'un peu plus tard une délormation permanente. Mais, à ^rai dii"e, les différences ol)servées n'ont nullement le caractère d une loi ; la conséquence à déduire des chiffres observés, c'est moins cette propriété spéciale que M. Wtiihaupl attribue à chaque forme, que l'équivalence pratique, à peine masquée, çà et là, par I ^ hasards de re\])érience.

Ce qui le prouve, au sui-plus, c est que des diiférences à peu près du même ordre se sont manifestées parfois entre des rails de même type, et même de profils presque identiques. Ainsi,

f-a rupture avait lieu (*), pour un rail de Beriin-Aiihaf/, .symétrique, sous une charge de 18", 15

Et pour un rail de Westphalie, symétrique l.V%95

Tandis que la déformation permanente devenait sensible pour

le premier, sous une charge de 4*%70

Et pour le second 6*^,05

11 est impossible de rattacher à l'influence de la forme des divergences qui affectent au même degré les rails de même profil; on doit

(*) Untermckwigen ûber^ ete., p. 14 et 1&.

doDc adinettiie que, aous le i-apport de la résistaaice traiisvei^sale, les deux fonnes vont de pair; et c est dès lors dans T examen des autres conditions, qu il faut chercher des motifs de pi'éférence.

9?. DèformatiQii permatunte. — * On a constaté fréquemment en Allemagne l'existence d'une légère flèche, sur des rails qui étaient dans Torigine parfaitement droits. Une altération permanente, même très>légère, de la forme, a été souvent regaidée comme F Indice d'une désoi'gaiiisation i nié ri euro destinée à croître çmdiiellement sous Faction répétée des elVoits (\\n Vont |)rodiiite, et comnie devniil ainsi uijontir fatalement, tût ou tard, à la rupture. On sait cependant depuis longtemps <|n'il n'en est [)as nécessaiKiiu iit ainsi pour la lont(\ pour laquelle on j>çiil sms dauger admetlio une légère défoi'iiial ion permanente: tout indifjuc (jne Im fer csj dan-^ h; méni<* vn<. el (jue pour l'une comme pour raiili'<'. l'exagri alinn di* la cliarge coinmenci' s(Mil('ni(^nt quand rélasîiciii' est allérér dans h' sens rigoureux de ce mot, c'est-à-dire à partir du |)oint où h's llci lies croissent plus rapi- (IfMurnt qup les charges. Or rétahlissernciit d ini nouvel étatd équilil)re, dont la déformation permiinentc est l'indice, n'implicpio imllemeiit, dans certaines limit(\s, nue aUiralioii de l'èlastirité; de sorte qu'il y a quatre périodes à distinguer dans les ellets que produit Buccessitement l'application d'une charge croissante :

!• Aucune défbiination sensible, appréciai )]e j)ar les moyëfis ordinaires, ne persiste après l'enlèveinent de la charge.

2* La flèche permanente appai'att; la foiiiie est modifiée, mais l'élasticité nê Pest pas encore, c'est-à-dire que la constance dti rapport entre les flèches sous charge et les charges elles-mêmes se maintient.

S* L'élasticité elle-même est altérée; les Ûèéiçs cessent d'ôtfe pi-oportîoQnelles aux charges, et croissent de plus en plus rapidement, â* La rupture a lieu. , , . . .

£n soumettant de nouveau à la même succession de charges a*olssantés des ndls auxquels elles avaient fait prendre une légère flèche permanente, M. Weishaupt a constaté en eiïet que le solide iei)aSse exactement par Ie.s munies formes. Il ne pivnad, par l<'s applications subséquentes des mêmes charges, que des flèches totales égales à celles qu elles avaient produites la piemière fois: les liée hes dues à la charge étaient donc un peu inlcrienres, piiiMju'elleN étaient diuiinuées de la flèche préexistante du solide à l'état libre: de sorie que.

CHAP. II. RAU.S StR TrtAXKHhtS. Dhl-UH.M A 1 10.\ FERMAKEME. 31

rigoureusement pf^rknl, fBfg^pUeation d'une char^f tfajMièff d0 wpdi" fier Téiai mUeulair^ du corps U rêndt dans #ert«iifi«« lintiffti, plu$ rotde qu^avant. ftlaîs, quoique distincts en réalité, le point où la déformation permanente devient appriéciable et celui où commença VaU tération de TélasUcité, sont afisâe près de se confondre dans le fer pour qu'on puisse, en pratique^ admettre^ comme on lefait; qu*ila se confondent réellement*

Toutefois d'après lee expériences de M. Weithaup( ; conformes en cela à celles bien antériem*e8 de Mj Wêriheim^ le premier {Phénomène se produirait , ])Qur les rails, sous des chargea relativement plus faibles (|ii'()n ne le 9up()08e oi'dinairement, de sorte qu'une très-légère altération de la forme devrait être regardée counno souvent înévilcil)li". Mais 011 nu pas à s'en préoccu[)er, puisque, d'une pail, elle ne constitue pas nécessairement par elie-iuème une prédisposition à la rupture, et i[uc de l'autie elle n'augmente nullenioiit la flèche totale sou.« la charge, et n'a dès Un s aucune influence appréciable Sur la force centiiluge îles charges en mouvement.

Du rapprochement ci-dessous (

nÈcnc sot's CHAnos correspoudanl^

STBGCTVRC DIT >X«.

à rorigîi^ de h déformation permuMate.

milliinfchws.

ioy,«

Gros i>rafn.

Nprf et gruùi ûti.

Nerf.

Grcw grain, plus fin aux kotdt.

Gtnin fin acliifeux.

Grain iin.

des ubserxatioiisde flexions faites sur les rails non tronques l essortent deux faits assez remarquables : la lléche sous chargf. à laquelle correspond une altération peinianciil(> du profil loîïnjitddiual , vaj'ie peu. innlf^ré les dinérenres de nature du fer: 2" la lléclie de ruptiné . varie beaucoup plus, mais sans que ces variations aient le moindre rapport avec la texture dominante du fer. On sali depuis longtemps qu^ilen est de môme (Tu coelTirient d'élasticité; cet élément n'est pas cotistant , mais ses écml^j sont à peu près indépendant des autms propriétés mécaniques et physiques du métal. Je me borne à signaler

en passant ces deux conséquences, déduites d*un nombre d'observations trop restreint pour mériter qu on s'y arrêté davantage.

ts« Influence de la température, — On sait que les ruptures de rails, ainû que les ruptures d'essieux et de bandages, sont en général plus fréquentes en hiver qu'en été. Beaucoup de personnes attribuent ce fait à l'influence immédiate du froid, qui rendrait le fer plus cassant. Des expét iences bien connues prouvant que la résistance de ce jiiélal ci'oît d'abord, lorsque la température s'élève à partir de sa valeur moyenne dans les climats tempérés, — 10° environ, — on doit supposer en ellet que cette résistance décroît lorsque la température s"al)aisse au-<lessous de ce point: mais l'accroissement, d'une part, sem])lait trop lent pour que le décroisseinent, de l'antre, ])ut, à moins d'un changement brusque assez peu probable, avoir une influence sensil)le et se manilester par des ruptures plus fréquentes.

Jusqu'à ])réseut d'aiîleui's ro])ini<)n d'après laquelle la résistance du i'er serait notablement aftéctée ])ar des variations aussi peu étendues de l'échelle thermométrique ne reposait guère que sur le fait même des ruptures plus fréquentes; mais pour les rails ce fait ne prouvait rien, parce qn'ime cause évidente pouvait sufiire pour l'expli» quer, au moins jusqu'à preuve du contraire. 11 est tout simple que les raUs se brisent plus facilement lorsque le sol, dm ci par la gelée, est moins compressible, et rend les chocs plus \ iolents. Ce n'est pas nécessairement la constitution intime du métal qui a été altérée, ce sont les conditions extérieures, celles des appuis, qui sont modifiées. Un fait que j'ai plusieurs fois constaté v^ait à l'appui de cette opinion : ce n'est pas toujours pendant les froids les plus intenses qu'on d>serve les ruptures; c'est surtout lorsque le froid, modéré, se prolonge depuis longtemps; c'est souvent aussi au moment où le dégel succède brusquement à un froid intense et prolongé. Cette dernière influence s'explique également; pendant le froid, l'entretien a été suspendu. Le dégel rendant aux éléments leur liberté, les traverses mal bourrées se tassent inégalement; la voie, en un mot, est mauvaise, et les rails se trouvent dans des conditions aussi défavorables, si ce ' n'est plus, que celles qui résultaient de la dm*eté des réactions pendant la gelée (*).

(*) Kn janvier I8G1, on trouva, sur la peUle ligne de Thann à Mulhouse, 132 rails fraichen^t OQHés. On savait que ces rails, de 25 kilogr«miil6S seulement, supportés par des travsrsM espacées «le 0",SIV étalent trop faibles poDi des macblnes de 31 toimas.

CHAP. n. — BAILS. — BÉSlSTANCt; INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE. 88

Mais si les observations de mptures de rails en service ne paraissent pas de nature à trancher affirmativement la question, il est impossible de ne pas tenir grand compte des résultats d'expériences spéciales faites récemment. Deux compagnies françaises, celle de Partf-Méditerranée et celle du Midi, ont même jugé ces résultats assez concluants pour fixer, en raison de la tompérature an moment de l'essai, l'intensité du choc auquel les rails doivent résister, et pour modifier en conséquence leurs cahiers des charges. Ce point a trop d'intérêt pour que nous négligions de mettre sous les yeux du lecteur les faits qui ont paru résoudre ainsi une question très-contro* yersée.

Faprès le cahi^ des charges du réseau de Parii-MéditerTanée, chaque mâtiê d*un rail, hrisé au milieu par une charge statique, doit être posée sur deux appuis espacés de i^^iO, et supporter, sans se rompre, le dioc d'un mouton de 200 kilog. tombant de ; les supports, en fonte, doivent reposer sur une enclume en fonte de 10.000 kilogrammes au moins , établie elle-même sur un massif de maçonnerie de 1 mètre d'épaisseur et de 3""', 3 de base.

Parmi les usines qui concourent à rapprovisionnement de œ vaste réseau, les unes remplissaient facilement la condition indiquée, les autres n'y réussissaient pas toujours. La rupture avait lieu assez souvent sous une hauteur de chute notablement inférieure au chiffre stipule. Les mgénieurs du matéi iel de la voie firent le relevé d'un grand nombre d'essais opérés dans les usines de la seconde classe : 1" pendant les trois mois d'hiver; 2" pendant les trois mois d'été de })liisieurs années, et on ti'ouva que la hauteur de chute déterminant la rupture était, en moyenne, de 0'",àO plus considérable pour la seconde période que pour la première. C'est ainsi que la compagnie et les usines furent conduites d'un commun accord à substituer à la hauteur cou-

de sorte qu'une cause aggravante peu Intense avait pu suiUie pour que la limite <le ré* sistance fttt atteinte, et même dépassée. Cette cause était an léger plat sur un des ban», dnceâ de la innrliiiif , iloiif lo dcniicr pasenije avait produit les ruptures.

On jugea utile de soumettre les rails à des essais par le choc. Le mouton pesait 60& kitogrammes; tes appuis étaient espacés de 0'*,80. Dans une première série, d'expé* riences faites à une température de — & degrés, la rupture eut lieu sous des chute» de 0-,3n à 0",32.

Dans une deuxième série, à la température de + C à + 12 degrés, la hauteur de chute a*éleva à 0'',LO et même à 0",70. Mais on Be pouvait voir encore dans ces chiffres la conQrmation de l'innuence de la teuipérature sur la résistance du Ter, un appareil provisoire étant par cela même plus sensible aux variations d'clasticitti du sol, sur lequel Il est Bimp1«nent posé.