Rail (chemin de fer)

“ Aussi emploie-t-on pour ces joints de bandes des chairs plus longs de a cent. au moins que ceux qui sont placés au milieu de chaque bande. Quelquefois, lorsque les rails sont posés sur une partie de chemin de fer en pente, il arrive qu'ils ont une
tendance à glisser hors du chair, suivant le sens de la pente, par l'effet des secousses qu'ils reçoivent. Alors on perce d'un trou latéral chaque rebord du chair de jonction ainsi qu'un des rails qui s'y trouve placé ; et, au moyen d'une clavette en fer qui traverse le chair et le rail percé, on empêche celui-ci de glisser hors du chair. ”

“ Un essai sur quelques kilomètres de ce système de plaques et de rails lourds sera fait sur le chemin de fer de Furness, en Angleterre ; et les plaques seront fabriquées à « Barrow Steel Works ». Si nous pouvons atteindre ce but, je considère que ce sera un grand pas de fait pour l’amélioration des voies avec rails à patin. La supériorité des voies anglaises provient moins du type de rail à double bourrelet et à coussinet que de la différence, existant dans l’exploitation des chemins de fer en Angleterre et sur le continent. En Angleterre, les machines sont légères et les rails lourds ”

“ Tout le monde semble électrisé : de lourdes masses de fer sont enlevées, portées, posées, ajustées avec autant d’aisance que si le poids en avait miraculeusement diminué ; les clous, rivets, boulons, semblent trouver d’eux-mêmes leurs places; les marteaux volent, les chevaux galopent leur plus grand train. ”

“ C'est exactement ce qui se passe lorsqu'un train en vitesse franchit une courbe.
Dans les courbes de chemins de fer, où la locomotive cheminant sur ses six roues représente le cheval galopant sur ses quatre pieds, on a soin d'incliner la voie de façon que le rail extérieur se trouve sensiblement plus élevé que le rail intérieur. ”

“ Il est vrai que le rail est strié transversalement, et que la jante de la roue est formée de bois de chêne, dont l'adhérence sur la fonte du rail est plus grande que celle du fer sur le fer qui a lieu dans le système actuel ”

“ Pendant ce temps la locomotive du train d’approvisionnement pousse le train fixe en avant sur la voie fraîchement posée. On place, en moyenne, 3 verstes de rails par jour et l’on a quelquefois dépassé 6 verstes. C’est un très beau résultat, quoiqu’il n’arrive pas au maximum atteint par les Américains ou plutôt par les Chinois à leur service, qui posèrent et fixèrent en un jour 17 kilomètres de rails au moment de l’achèvement du premier chemin de fer transcontinental. ”

“ Comme dans l'état actuel de la métallurgie on ne peut pas couramment obtenir, au puddlage, des loupes de poids suffisant pour constituer un rail entier, il faut, de même que dans la fabrication des rails en fer, composer le rail en acier puddlé de mises superposées. ”

“ L'application de la vapeur à la marche des wagons date de notre siècle, et la locomotive de Stephenson, chef-d'oeuvre de la mécanique moderne, partout. en usage aujourd'hui, compte sept ans à peine , et déjà les railways se multiplient aux Etats-Unis , en Angleterre , en Belgique, en Allemagne , en Prusse, en Italie. Tous les états en sont frappés d'une commotion financière ; c'est la révolution de l'industrie qui marche dans le monde sur des sillons de fer. ”

“ La surface supérieure du rail sur laquelle se meuvent les véhicules est nécessairement lisse ; c'est la première condition d'un bon roulage et d'une traction économique. D'ailleurs, si cette surface n'était pas unie à priori, elle le deviendrait promptement sous le passage incessant des trains. C'est sur cette surface lisse que les roues motrices de la locomotive sont obligées de prendre leur adhérence ; c'est le point d'appui sur lequel elles se cramponnent, pour ainsi dire, comme un cheval s'accroche avec ses pieds sur le pavé d'une rue, pour tirer ensuite son fardeau à la force des reins. ”

“ D’autre part, si le métal était dur, cela aurait cet inconvénient que des deux éléments en contact, le rail et la selle, c’est le rail dont l’usure serait la plus rapide. Cette condition serait mauvaise au point de vue de la facilité du remplacement de l’organe usé; il est plus onéreux de remplacer le rail que les selles. Pourtant l’acier doit être assez tenace pour que la selle ne se déforme pas en service et que les rebords ne se relèvent pas de chaque côté du patin du rail. ”

“ Il faut donc s'efforcer de diminuer les résistances à vaincre par les machines, car plus grandes sont ces résistances, plus grand devient l'effort de traction des locomotives, plus grands aussi leur consommation et leur entretien, plus grand encore leur poids qui donne l'adhérence et enfin le poids des rails. Tout se lie en matière de chemin de fer, et c'est par une juste pondération de tous les éléments combinés qu'on résoud le problème dans chaque cas particulier. ”

“ Or, pour que cette adhérence soit efficace, pour que les roues motrices ne glissent pas sur cette surface, ne patinent pas (c'est le mot du métier) , il faut qu'elles s'appuient vigoureusement sur le rail et par conséquent que la locomotive soit très lourde. Et comme, pour porter une locomotive très lourde, il faut des appuis très solides, le rail doit être calculé de façon à pouvoir supporter non seulement le poids absolu de la machine, mais encore tous les
chocs accidentels que le passage de cette machine peut provoquer. ”

“ « L’acier fondu pour rails doit-il être dur ou doux, et la nature de l’acier est- elle, ou non, sans influence sur le profil du rail? “ Une commission, nommée par M. le ministre des travaux publics, fut récemment chargée de comparer, au point de vue de la durée et des frais, les deux types de rails usités en France par nos grandes Compagnies de chemins de fer. Doit-on préférer le rail à patin, dit « américain », ou le rail à double champignon? ”

“ Une locomotive sur rails peut traîner à petite vitesse la charge de 1000 chevaux qui seraient attelés à des voitures ordinaires; à grande vitesse, elle fait dix fois plus de chemin que la poste à cheval : ce qui explique la préférence accordée aux chemins de fer, qui sont d'autant plus nombreux dans un pays, que ce pays est plus populeux, plus industriel, et partant, plus riche. ”

“ Enfin, comme moyen expéditif, on se sert de la gravité et de la vapeur; les wagons chargés sont abandonnés à leur propre poids, ou ils sont mis en mouvement par des locomotives à quatre roues réformées. La vapeur est employée quand la distance de transport dépasse 700 mètres. Pour hâter le déchargement des vagons, on les fait rouler sur une espèce de pont de bois dont l'une des extrémités repose sur le remblai et l'autre sur un échafaud, une ferme, qui avance sur un petit chemin de fer, absolument comme les machines à décharger les bateaux à pierres de taille sur le quai d'Orsay, à Paris. ”

“ Chaque loi nouvelle, chaque inauguration de chemin de fer est célébrée par quelque pièce de ce genre. Cependant, il faut le dire, nos graveurs ne se mettent guère en frais d’imagination, et ne reproduisent au revers qu’un même type, une locomotive. Quelquefois à la locomotive ils joignent un train lancé à toute vapeur traversant un viaduc, franchissant une rivière, s’enfonçant sous un tunnel. ”

“ Il est arrivé vingt fois probablement à chacun de ceux qui me lisent de se trouver dans un train dont la locomotive, à bout de forces, ne pouvait parvenir à remorquer ses véhicules. Le rail, humide, ou blanchi par le givre, ou couvert de feuilles mortes, ne fournissant plus aux roues motrices une adhérence suffisante, celles-ci se mettent à tourner sur elles-mêmes avec une rapidité vertigineuse; la machine suant, soufflant, jetant lentement dans l'air son rugissement inutile, piétine sur place ”

“ Quant à la locomotive, elle porte dans son milieu une seule roue motrice de 2m 50 de diamètre, construite en fonte de fer, mais dont la circonférence est en bois. Cette roue embrasse et parcourt un rail -de fer placé au milieu de la voie; ce rail est strié transversalement afin d'empêcher tout glissement et d'augmenter l'adhérence. ”

“ Pour comprendre le mouvement d'une machine locomotive, il faut considérer que la surface du rail et celle de la jante de la roue sont hérissées de petites saillies insensibles à l'œil, qui agissent comme autant de petites dents d'engrenage ; de sorte que , lorsque le piston presse la bielle qui est fixée à la roue de la machine et tend à faire tourner celle-ci, la roue s'appuie contre la surface du rail, comme le pignon d'un cric qui commence à se mouvoir, s'appuje sur la crémaillère. ”

“ Quant aux chariots employés sur les chemins de fer, on les appelle des waggons, mot anglais et allemand qui signifie chariot, et que l'on prononce comme en allemand, vagon.
Ce serait une erreur de penser que tout l'avantage d'un chemin de fer consiste simplement dans la diminution du frottement qu'éprouve la jante de la roue, en roulant sur une surface métallique, au lieu de se mouvoir sur une surface pavée ou empierrée. L'avantage d'un chemin de fer dépend de l'exécution plus ou moins parfaite des diverses parties qu'embrasse l'ensemble de sa construction. ”

“ Les chemins de fer à une seule voie ne peuvent convenir que pour le service d'une usine, d'une carrière, d'une mine, d'une exploitation quelconque, dont les produits sont transportés à une petite distance. Comme la pente du chemin est presque nulle, que les rails sont bien polis, les wagons ou voitures glissent sans effort sur ces rails, où ils sont maintenus par les rebords dont les roues sont munies. Les wagons, liés les uns aux autres, sont entraînés par un premier wagon, appelé locomotive, lequel porte le foyer, la chaudière et la machine à vapeur qui imprime le mouvernent. ”

“ Ces mouvements de cheminement, d’entraînement ou de translation sont encore déterminés par la mise en jeu des freins, l’action propulsive du bandage de chaque roue, l’entraînement du rail sous le train lui-même, en raison de la vitesse acquise ; enfin, dans les courbes, par le patinage et le frottement du boudin des roues. Toutes les recherches, les expériences, et les essais faits par les ingénieurs, prouvent combien l’étude d’un type de rail et d’attaches est important au point de vue de la sécurité des chemins de fer. ”

“ Les deux bandes de fer qui sont superposées sur la jante en bois sont courbées en les faisant passer entre deux rouleaux, et on les fixe avec des boulons noyés sur leur circonférence. Il est de la plus grande importance que le cercle extérieur soit en fer de première qualité ; car le frottement énergique qu'il exerce contre le rail l'use très - rapidement, et ce renouvellement des jantes en fer est une des principales réparations auxquelles sont sujettes les machines locomotives. ”

“ D’après les conditions d’épreuves pour la réception des rails à l’usine, inscrites dans les marchés, le rail neuf de 6 mètres de longueur doit résister, sans déformation, lors de l’épreuve par flexion, à un effort minimum de 30 tonnes exercé au milieu de l’intervalle, des deux points d’appui espacés de 1 mètre. La charge de 30,000 kilogrammes pour le rail neuf correspond, pour le rail usé de 12 millimétrés au champignon et de 2 millimètres au patin, à un effort de 20,675 kilogrammes, ce qui représente encore un travail 2.6 plus grand que celui produit en service. ”

“ Les locomotives comme les wagons sont armés d’un frein ordinaire à sabots de bois ou de fonte et d’un frein central qui serre le rail du milieu. Ils obéissent l’un et l’autre à la même manivelle, et sont manœuvrés simultanément. Toutes les voitures sont articulées, et portent en outre deux galets directeurs entre lesquels passe le rail médian; enfin chaque essieu est muni d’une roue folle pour éviter le déraillement dans le passage des courbes. ”

“ Le terrain étant solide, le ballast pur et sec, les traverses saines et bien assises, le rail correctement fixé, les trains peuvent y rouler sans crainte à toutes les vitesses. On a atteint en de telles conditions 120 à 130 kilomètres à l'heure ; on ira certainement plus loin encore, c'est une question d'amplification et de perfectionnement de certains organes dans les locomotives. Sauf le cas, rare aujourd'hui, de rupture de rails ou celui de malveillance, les déraillements en alignement droit sont donc à peu près nuls. ”

“ Les rails Vignoles acier fondu de 40 kilogrammes le mètre et de 9 mètres de longueur, employés pour ces chemins de fer, sont posés sans inclinaison aucune sur 10, 11 ou 12 traverses, suivant les cas, en joints en porte-à-faux, alternés dans les deux files de la moitié de la longueur d’un rail sur l’autre. Les traverses contre joint sont toujours espacées de 550 millimètres d’axe en axe, et reçoivent chacune,, pour maintenir le patin du rail, une sellette en acier de 1 centimètre d’épaisseur percée de quatre trous dans lesquels passent des crampons. ”

“ Mais dans le cas des chemins de fer à locomotive, où le moteur est une force aveugle et où le rail, en forme de champignon, sort du niveau de la voie, l'articulation libre des trains d'un wagon pourrait présenter quelque danger, et les chocs inégaux d'une course effrénée, faire dévier de la direction voulue les couples indépendants des roues. ”

“ On n'imagine guère, avant de l'avoir vu dans les usines de sa fabrication, ou d'avoir lu les cahiers des charges de commande, à quelles conditions rigoureuses doit satisfaire, pour être acceptée, chacune de ces barres de fer dont la solidité est un des éléments indispensables de la sécurité des voyageurs.
Aujourd'hui, le rail de toutes les voies à grande vitesse est nécessairement en acier. Le rail en fer a été relégué sur les lignes d'embranchement à faible trafic et sur les voies de garage, en atten . dant qu'il ait disparu tout à fait. ”