De fer, le chemin ? De bois, jadis, après avoir été en marbre ou en pierre dans l’antiquité (voir notre article sur le « Diolkos» grec antique, tapez « lamming diolkos » sur « Google » ou autre moteur de recherche). Nous avons déjà consacré un article au bois ferroviaire, sur ce site web. Mais il y a tellement à dire sur ce matériau qui, pendant des décennies, a joué un rôle important dans un monde qui se définit comme étant « de fer ». L’apparition de l’univers ferroviaire, reprenant une appellation usuelle qui fait du fer le constituant essentiel de ce moyen de transport, est décrite comme grand créateur de la révolution industrielle. Et pourtant, si l’on remonte l’histoire des siècles qui ont précédé cette révolution industrielle, on découvre beaucoup de moyens de transports guidés utilisant des rails, notamment dans des mines ou des exploitations agricoles importants, mais parfois avec des rails en bois. Il est notoire que les Anglais, créateurs du chemin de fer moderne, ne font aucune allusion à ce métal, pendant les siècles de transition, appelant les chemins de fer tout simplement des « railways », ou des « wagon rails » le mot anglais « rail » étant venu du français « règle ».
Certes on a pu découvrir, dans les textes de l’époque des débuts officiels du chemin de fer, le terme de « Ironway », prouvant que ce mot, qui veut bien dire littéralement « chemin de fer », a pu apparaître au XVIIIe siècle, mais il ne s’est pas imposé dans la pratique courante ferroviaire anglaise et semble avoir été réservé à certains tramways ou à certaines routes dont la chaussée était pavée avec des plaques de fer. Ce sont les Français, mais aussi les Allemands, les Italiens, et beaucoup d’autres utilisateurs mondiaux qui parlent de « fer ». Les Anglais, qui ont raison dans tous les domaines, c’est bien connu, ne se réfèrent pas au fer pour désigner ce grand ensemble technique qu’ils ont crée les premiers, car le recours à ce métal n’était pas aussi évident qu’il pouvait le sembler durant les siècles qui ont précédé le XVIIIe siècle. Parmi les matériaux constituant les plus anciennes voies de transport guidé, la pierre, dans l’antiquité, puis le bois, au Moyen-âge sont bien les matériaux des « railways ».
Les premiers rails des chemins de « fer » miniers d’Europe centrale, au Moyen-Age, sont bien en bois, comme l’ensemble des équipements des galeries : voilà le vrai précurseur du chemin de « fer » que l’on aurait pu, ainsi, nommer le « chemin de bois ». Même quand le rail en fer se généralise au XIXe siècle, le rail en bois conserve encore ses partisans, notamment dans les galeries des mines. Il est certain qu’une galerie de mine, espace restreint et ouvert à coups de pic, restait très étroite, avec un sol irrégulier et que si l’on faisait rouler (difficilement) des « berlines » à charbon à même le sol, ces « berlines » pouvaient dévier et heurter les parois latérales : il fallait impérativement un système de roulage et de guidage précis maintenant les chariots dans l’axe de la galerie. C’est ainsi que, roulant sur des petites roues pleines avec une table de roulement plate et sans boudin de guidage, beaucoup de « berlines » avaient, sous le châssis et près des roues, des ergots verticaux de guidage qui venaient frotter contre le rail en cas de trajectoire malencontreusement déviée. Ainsi la « berline » était recentrée en permanence sur sa voie. Des chevaux pouvaient tirer des convois de « berlines ».
Du chemin de bois au chemin de fer.
La plus ancienne mention historique d’un système de transport par guidage utilisant des rails est celle de Sebastian Münster dans son ouvrage « Cosmographie Universelle » paru à Bâle en 1544 ou 1545. Cet auteur décrit le système de chariots sur rails circulant dans les mines de Leberthal, en Alsace, poussés par des mineurs dans les galeries. Le chariot est en bois, ses roues sont en bois, les deux éléments tendant à se garnir de surfaces de roulement en fer pour pallier l’usure qui ne manque pas de creuser les tables de roulement des roues ou de réduire la hauteur des rails. On peut être conduit à penser que le boudin de guidage, ou mentonnet, pouvait être « naturellement » réalisé par usure et creusement de la table de roulement de la roue.
Les mines de Newcastle, en Angleterre, utilisent toujours au XVIIIe siècle des chariots ou des bennes en bois, à roues de fer, roulant sur des rails en bois de section carrée, et tirés par des chevaux que l’on met en tête de trains entiers. Des plaques tournantes sont disposées dans les recoupements des galeries et permettent le « virage » des bennes alors dirigées dans des galeries transversales. Ce système anglais est décrit par Lord Keeper North, un érudit anglais, ceci en 1676, et aussi dans le livre « Les voyages métallurgiques » de Jars paru en 1765.
Il semblerait que ce serait sur le réseau de Whitehaven que, vers 1738, on eut l’idée de garnir le dessus des rails en bois avec des bandes de fonte pour en réduire l’usure. Le « chemin de fer » au sens vrai du terme, même s’ile ne s’agissait pas encore de fer mais de fonte, était né. On attribue à l’anglais Jessop la mise au point, en 1789, du rail définitif, en saillie et avec roue à boudin de guidage, tel que nous le connaissons aujourd’hui.
Les premières « voies ferrées » : des routes avec des bandes de fonte ou de fer ?
Le terme de « voie ferrée » (« iron way » ou « wagonway » en anglais) décrit une autre réalité consistant à recouvrir des routes avec deux bandes métalliques plates, assez larges, munies de rebords en saillie, et servant à offrir un chemin de roulement doux et rapide pour les véhicules routiers ordinaires dont, comme on le sait, les roues sont cerclées de fer. Le roulement est, en effet, excellent, prodigieusement doux et confortable, et la largeur des bandes permet la circulation des véhicules sans imposer un écartement précis. Tant mieux pour les comptables qui peuvent ainsi encaisser des péages auprès d’une gamme étendue de véhicules les plus divers possibles… Ces voies ferrées sont donc à péage, et sont mentionnées dans divers textes anglais du XVIIIe siècle. Mais il semble qu’il y en a eu assez peu – vu le coût élevé et la grande quantité de métal nécessaire – et aucune gravure connue ne vient en donner une idée assez précise.
Posser, l’homme qui croit dans le bois.
Bien que l’Europe des débuts du XIXe siècle commence à se couvrir de chemins de fer en fer, il existe encore des gens pour croire encore au rail en bois. A Londres, en 1844, un ingénieur anglais, Posser, propose un système de rails en bois à section rectangulaire, posés sur des traverses en bois.
Un « chemin de fer en bois » système Prosser est installé à Wimbledon Common, une commune de Londres, en 1845 et il est présenté, dans la presse (« Illustrated News ») comme « … un système de tramways entièrement en bois, que l’inventeur, M. William Prosser, affirme être « aussi rapide, plus sûr, plus durable et considérablement plus économique que le chemin de fer en fer ». En effet, le coût du système Posser est de 1746 livres par mile, contre 3556 livres pour un chemin de fer … en fer. En effet la fonte, le fer, et déjà l’acier, atteignent des prix très élevés, et c’est par dizaines de milliers de tonnes que les chemins de fer, alors en construction dans toute l’Europe, réclament ce métal alors fabriqué selon des procédés coûteux et surtout très lents. Le bois est donc encore abondant et Posser se fait fort de diviser le coût des rails par trois ou quatre.
La principale caractéristique de l’invention est cependant un système de roues de guidage, breveté par M. Prosser, qui peut être utilisé aussi bien sur des rails en fer que sur des rails en bois. Ces roues Posser sont plates, sans boudin de guidage. Le guidage se fait par des roues inclinées, placées aux extrémités de chaque véhicule du train qui, lui, reste classique dans son ensemble : locomotive, tender et voitures ou wagons. Ce système de guidage par roues inclinées sera, d’ailleurs, utilisé de nouveau par Arnoux qui crée, à la même époque, la ligne de Sceaux et son matériel à essieux radiants permettant de réduire le rayon des courbes. Les métros sur pneus actuels de la RATP utilisent un système comparable, mais à roues horizontales.
Un autre avantage est la douceur et le silence de roulement. Posser compte sur l’effet d’amortissement du bois, bien connu des urbanistes de l’époque qui recommandent des pavés en bois dans les villes pour amortir le bruit des sabots des chevaux et des cerclages métalliques des roues. Il est d’ailleurs certain que les qualités de l’amortissement des sons et des vibrations que seul le bois peut procurer à l’époque ne seront jamais oubliées par les ingénieurs du matériel roulant, et non seulement ils utiliseront le bois dans les caisses des voitures jusque durant les années 1930 pour les rendre confortables, insonores, et isolées du froid ou du chaud (toutes qualités reconnues à la maison en bois aujourd’hui toujours…), mais, pour les voitures métalliques qu’il faut bien construire, désormais, pour des raisons de sécurité, ils penseront à créer des roues à voile en bois, laissant seulement les jantes et les moyeux en acier, pour amortir les bruits de roulement et les vibrations, ceci pour les voitures-lits et salon de luxe.
Enfin, pour Posser, il est évident que l’usure des roues des trains sera bien moindre: les roues coûtent très cher, car il faut les usiner avec précision, et leur remplacement et leur reprofilage au tour sont un facteur aggravant du prix de revient du transport ferroviaire. Le roulement dur de la roue en acier sur le rail en acier est très destructeur pour les châssis et les caisses si l’on n’interpose pas une suspension efficace et, surtout, des filtres à vibrations. Or les rails en bois sont, justement, de magnifiques filtres à vibrations et Posser a raison d’insister sur l’effet destructeur des voies en fer ou en acier sur le matériel roulant.
Toutefois les essais montrent que rails en bois engendraient des patinages des roues des locomotives par temps humide, et sont sujets à une très forte usure. Le triomphe du rail en acier, définitif à partir du milieu des années 1850, écartera l’idée même d’un autre matériau pour la voie. Le bois continuera sa carrière ferroviaire comme matériau constitutif des bâtiments nouveaux (postes d’aiguillage, dépôts) et des caisses des wagons à marchandises et à voyageurs, ceci jusque durant les années 1930.
Petit album de diverses choses en bois vues jadis dans le chemin de fer.
