Des inclinaisons de 35 m/m., des courbes de 250 à

300 mètres, avec souterrain, ajouteraient à cette dépense ?V

1,380,000 fr. par an, en intérêts du capital d'établissement.

APPENDICE

méwéUjn^memU mr r^UiéreBoe

c M. FlachçLt na pas assez compté snr le parti à Hrer àêi'àdMreMè des mÊohines. Cette wreur t^jeii^ms les diffUmUis d'un fmtiriel pestmi^ emon^ênt €t tompti^. £» mmrBi$ dès Alpes pisM s'effeHuet au mo^n de ehenyins defbttlLiiel mtv^i't, a^ec des ramj^es de SiO mMimètres par mètns « fvipemma être ^Mtis riffuliirement, m tmie MÎM»H Sans mMiriel ^)4cial. »

Dmafitt omi&âTioK.

n JSi9m u»e ttgion ^tuée à um kamteur au-dessus du niveau de la mer telle que ï hiver if dure près desepimoiSj il n'est pas possible de compter suf" fec^loitaiio^ stègur Uirè d^nn làiemin deftr à rampen «fe 60 d AO millimitres^ puisipgje dmis mos dimatB^ U est mrtadns 4tats de f4UmospMn^ une tnadiine troi^ve à peine tmikirinae néceêeHre pëmt avancer sètide tsurniveeifU» ^

La prunièFe ée œs (S^édàoM mVi été iute, dans «É jMffnal spécial, par un publiciste fort distingué.

La seconde a été produite dan^ une conversation par un ingénieur dont rexpérienceestinconteÉUble.

Ces deux objections sont, à mes yeux, également sincères, mais éâas s*ap|)uient toutes deux sur des &its incomplètement çiKlvvés^ ^

Il est aféré en effet qu en Amérique des rampes de 50 «t même 65 millimètres sont régulièrement exploitées ;pB| des machines remorquant des trains. '^

On se souvient, en outre, qu'à l'époque où la ligne de Versailles, dont la rampe a 5 millimètres d'inclinaison par mètre, était exploitée par des machines locomotives à un seul essieu moteur, ces machines, par certains jours d'hiver, remorquant les trains les plus légers, n'ont pu arriver & Versailles qu'à l'aide de secours.

Ajoutons que, chaque hiver, ces faits se sont renouvelés jusqu'au jour où les machines à quatre roues motrices-ont été substituées à celles à deux roues motrices ; que personne ne peut les nier moins que moi, puisque j'ai eu, pendant plusieurs années, ma responsabilité d'ingénieur engagée dans la régularité du service de cette ligne, et qu'en nombreuses occasions j'ai pu juger par moi-même, en conduisant I0& machines, des obstacles que l'état atmosphérique apportait à leur marche.

Où donc est la vérité?

Nous la reconnaîtrons en laissant aux faits leur véritable signification; ils établiront suffisamment que les donnée extrêmes de la question, d'où mes deux critiques s6nt partis et ont tiré des conséquences si opposées, n^entachent ni d'exagération, ni d'insuffisance, les dispositions que j*d proposées.

aiTf —

■fgi

liM » »M < » tiiXiiW mmMUmt û^méhêÊmtfé

\. . V ^'ir-

, . ^adhérence 46S roœs sur les rails est un frottement qui , 4iq^06e une telle résistance au glissement, que certains expénmmtateurs prétendent que, sur des rails secs, Teffort tangentiel qu'il faut faire pour qu'une roue tourne sans avancier, c'est-à-Klire pour la faire glisser, va jusqu'à la moitié du poids dont elle est chargée.

Je m'empresse de dire que je n'ai assisté encore à aucune expérience qui ait produit ce résultat, mais je suis disposé à admettre que, dans les circonstances les plus favorables, l'adhérence peut aller jusqu'au tiers de la pression sur les rails, et ne clescencjl pas au-dessous du quart de cette pression

C'est ce qui explique l'énorme puissance de démarrage dont sont douées les machines, quand l'adhérence est favorisée par l'état atmosphérique et que de grandes dimensions des cylindres, des roues d'un faible diamètre et une forte pression de vapeur permettent de solliciter momentanément ioute celle dont la machine est susceptible.

Ce frottement de la génératrice d'un cylindre sur une surface plane est, dans la locomotive, un frottement de grippement ; il ne se produit avec cette intensité de résistance que lorsqu'il y a et parce qu'il y a altération des surfaces en contact*

Hais si un corps lubrifacteur quelconque s'interpose et modifie cette altération, le frottemçnt diminue immédiate-

ment et d'une manière très*variable. Si la ploie est forte et le rail propre, la diminution n'est pas trës-sensible ; si le rail est simpltméiit Mmîdé ^t mûptofçn^ 'C*Mt-à-dire couvert de poussière ou de parcelles terreuses, le frottement diminue au point de n'être plus qu'une très-faible partie de la pression de la roue sur le rail ; si c'est de la glace qui est sur le rail, et si elle est durcie par le froid, le frottement semble disparaître entièrement, la roue glisse surle rafl comme le fer d'un patin sur la gla)ee^ de là le nom de pùtir nage donné sii phénomène qui se produit d'une rooe de locomotive qui tourne sans avancer.

Or, toutes les fois que le froid a fait descendre h tempe* rature dû rail à quelques degrés au-dessous de léro, c'ést-&^ dire de la congélation de l'eau, et qu'il toiûbe une pluie fine; ou bien quand le brouillard vient couvrir k terre; de quand la tosée elle-même se produit, l'eau qui tombe Sur les rails, ou celle qu'y amène la condensation des vapeurs répan* dues dans l'atmosphère, s^ congèle et y prend une extrême dureté.

Dans ce dernier cas, une machine légère h uti seul eesies moteur, seule ou placée devant un train, deviendra impms*santé ; ses roues glisseront sans avancer, elles patineront.

Si on projette sur les rails un peu de sable fin« le phénomène se modifie instantanément ; l'adhérence se manifeste de nouveau ; les roues cessent de glisser sur les rails. Le stble n'est cependant pas toujours nécessaire comme on vit le voir.

Lorsqu'une machine a passé sur un rail ainsi couvert de givre, il est facile d'apercevoir les petites aiguilles de gltoe déplacées du sommet convexe, et cela expliqw suffieamn^nt les phénomènes suivants ;

Qdand par un temps de givre une machine pousse devant elle un wagon très-lourdement chargé, elle ne patine plus.

Quand d«ux machines sont attelées à la feuite Tune de Tautre, la seconde ne patine pas ou presque ptô.

Quand la machine est à Tarrière du trainrelle ne patine pas.

Une machine à quatre roues couplées patine iftoins qu'une madiine à ùû seul moteur ; une machine à six roues couplées patine très-rarement, ou du moins elle ne patine que lot^e le mlScanicien lui demande un travail supérieur à celui qu'elle pourrait produire d'une manière continue.

Gè sont ces faits qui expliquent que le phénomène de modification de Tadhérence, qui réduisait, il y a quelques années, à l'impuissance d'avancer les machines légères et à un essieu moteur de la ligne de Versailles, ne se produit plus aujourd'hui que \rès-rarement et dans des conditions qui n^influent pas sur la régularité de la marche des trains.

Bans les dispositions ayant pour but d'appliquei^ la force motrice , à toutes les roues d'un train, l'adhérence est certaine, quel que soit Tétat des rails, par le simple motif que la cause qui aura pour effet le patinage des premières roues n'existera pas au même degré pour les secondes ; elle existera encore moins pour les troisièmes ; elle aura complètement cessé pour les suivantes.

Ce. qui &it qu'une machine dont le patinage a suspendu la marche la reprend très-diflBcilement, quand elle n'est pas aidée, c'est qu'elle a à produire un effort bien plus cotisîdé rtble pour faire passer le train de l'état de repos à Fétal de mouvement, que l'effort nécessaire pour maintenir la vitesse. Ici rien de semblable : le tmn conservant sa marche n'aura pas \)et obstacle à vaincre. S'il s'arrête cependant par un wi

fortuit, la force motrice répartie à diacun des éléments du train s*appliquera efficacement partout où les rails seront propres, c'est-à-dire là où des roues auront passé.

Il n'est nullement nécessaire pour prouver l'exactitude de cette appréciation d'en faire l'essai sur une rampe d'une inclinaison supérieure à celle des rampes que les trains franchissent aujourd'hui. Il suffit en effet de savoir que, pour franchir ces rampes, les machines exercent un effort de traction égal ou supérieur à celui qui serait nécessaire pour faire remonter une rampe cinq ou six fois plus forte par un train dont le poids serait rédiiit dans le rapport de l'augmentation de l'effort de traction. Or, une machine pesant 50 tonnes avec son tender, qui remorque un train de 250 tonnes sur une rampe de 10 millimètres, fait un effort égal à celui qu'exigerait un train de vingt tonnes pour gravir une rampe de 60 millimètres ; c'est-à-dire que l'effort de traction sera dans . les deux cas de 4,500 kil., qui dans le premier se divisent par 300 tonnes, et dans le second par 70 tonnes, puisque l'efiort correspondant à la traction d'une tonne sur la rampe de 10 millimètres est approximativement de 15 Jâlog.,, tandis qu'il est de 65 kilogrammes sur la rampe de 60 millimètres.

Il y a plus, et c'est ici que je veux rendre l'évidence palpable. Quand on fait franchir une rampe de 10 millimètres par un train de 250 tonnes, pu de 300 tonnes, machine comprise, l'effort tangentiel appliqué à chacune des six roues de la machine est de 750 kilogrammes au moins ; or un train de même importance ayant à franchir les Alpes par des rampes de 60 millimètres sera porté pur 72 roues; il nécessitera un effort de traction de 19,500 kilogrammes ; etf comme

chacune dd ses roues sera motrice, Téffôrl tangentiel sera par rooe, de 280 kilog. au lieu de 750 kilog.

Ainsi au lieu de demander 7.5 à Tadhérence on lui demandera moins de 3.

Les conditions de régularité deviennent ainsi, en ée qui concerne l'adhérence, trois fois plus favorables qu*avec le matériel ordinaire, en comparant des rampes de 10 mUlimètres à des rampes de 60 millimètres.

Nous avons donc raison de dire que ce qui se fait aujourd'hui prouve surabondamment la possibilité de franchir ces rampes avec autant de régularité qu'on franchit celles de 10 inillimètres.

Poursuivons : Lorsque l'adhérence se modifie par la congélation de l'eau sur les rails, une machine à six roues couplées conserve une forte partie de son adhérence, tandis qu'une machine à un seul essieu moteur la perd presque en entier. Dans ce cas, si la machine peut se faire précéder de wagons lourdement chargés, elle retrouve son adhérence; et c'est pour cela que, dans de semblables conditions, la machine placée k l'arrière du train réussit toujours à le mettre en nK)ùvement. Cette situation de la machine à l'arrière d'un train a des inconvénients, mais elle est inutile avec un train dont toutes les roues seront motrices, parce que l'adhérence aura déjà été rendue aux rails par le passage des premières roues.

Mais supposons même encore ici l'insuffisance de l'adhérence, et la supériorité des nouvelles dispositions n'en deviendra que plus saillante. Lorsqu'en effet l'adhérence dispairaît par l'état de l'atmosphère, on répand du sable sur les jrails et ce moyen réussit; il faut cependant que le sable soâ

très-également répaqdu : caj'le moindre iotervalW^éanuTert ramène te patinage : de plus le train éprouve ua accroissement de résistance par la présence du sable sur les rails. Le moyen en lui-même est donc toujours désagréable ^ quelquefois iosufEsant; mais, toutes les roues d*ua train étant motrices, la condition jpiiange abçcdument: le sable qui ii*a servi qu'une fois àFadhérence sous la machine, sierteQO&Fa à laugmenter sous les autres roues ; il aide ici le train tout entier au lieu d'apporter un obstacle à sa marche; si le train a 1 5Q mètres de longueur, ses facultés d'adhérence sont augmentées par rapport à celle de la machine dans le. rap^ port de rétendue comparative des deux bases motrices, G^est^ à-'dire comme 5 à l&O, .

Il eu est de même de tous les moyens par lesquels on nmi artificiellement Tadhérence aux rails« tels qu'injections de vapeur, d*eau chaude, etc. : ces moyens agiront dans un rt^ port infiniment plus avantageux sous un train dont toutes les roues sont motrices que sous une machine seulement.

Je m'arrête à ces dernières considérations : j'espère n'avoir pas laissé la moindre incertitude sur h supériorité, au point de vue de l'utilisation de l'adhérence, du système qui transforme toutes les roues d'un train en roues motrices, sur celui quî>:^t dépendre, sous qe rapport, le train tout entier du ti«* v^jnoleur appliqué aux seules roues de jia machine.

Tavais publié les lignes qui précèdent dans un jx>iinial spé^al, lorsque j'ai reçu communication du résultat des expérienees sur, la traction, &ites sur. les plans inclinas de Lii^ge avec les machines pour fortes rampes en chemin de fer du Nord (n* 20 du Guide du Coftstruçteuf). i^exims les observations suivantes dn rj^pport de M. Eagehnaiui,

ingénieur de^ la CkMApapie, qiû dirigeait ces «npémnees. Aprèfi Vf^it indiqué qM^, dans l^s oiroouatoiicefi ordiitaifcis^ les machines pouvaient s*arrêter et rQpr^ndfe leur marcthe^ atee l«s trains, presque «ana patinjage, sur tes ptaoes iiielinés, il poursuit:

< l» train de voyeurs de 6 heurest chargé, »cq)tiouc QeU^EDeat^ de 97 tonnes 225, a été remoirqué parla ma^ «chine n^7&C|, À peine démarré du pied du plan incliné, le train fut surpris par un ouragan extraordinaire accompa* gné par ime pluie battante, l^es ré^ements exigeaient que k 9iaK^i^ fii^t en tête du train. ElUe ne parvenait i avancer qu'avee les plus grandes difficultés. Le sable que Von était twsé de répandre rendait le train très-dur ; m moindre pa« tinage, le train s'arrêtait court. U était difficile» en vérité^ 4» renoontrer des circonstances j^us défavorables; il afaUu IV minuHes là où 5 à 6 suffisent habituellement n Cette expérience a démontré combien il était irrationnel de placer les machines en tète des trains quand on est appelé à. faire usage des sablières, et combien deux maclakM aocouplées sont préférables pour empêcher les effets du patinage. En poussant le train, les rails sont toujours, plus eu moins esiiQrés par les roues des wagons, le sable Sr'a^t plus qu^ aur iea roues des machines, £n emi^jKnt

deux machines accouplées, il est très-rare que twtfciilPL patinent à la fois, Tune d'elles continue à agir pendant que Ton s'occupe à arrêter le patinage de l'autre, et le train n'est plus exposé aux secousses et arrêts brusques résultant du moindre patinage de la seule machine employée au remorquage.

€ Il fut, en conséquence, entendu que les trains de voya-

geurs seraient, seuls, remorqués machine en tête, et que les trains de marchandises seraient poussés par les deux machines accouplées.

« Dans la journée du 5, le tettips se mit à la pluie, vers le soir. Cette circonstance me permit de constater qu'aveè deux machines accouplées, le patinage û'est pas à craindre. Je commençai par utiliser la sablière de la première machine et avec succès. Comme essai, je fis, à un voyage suivant, jeter à la main dans les entonnoirs de la première machine, et je constatai que l'effet en était beaucoup plus prompt que celui de la sablière. En jetant du sable, dès que ToQ s'apercevait d'un commencement de patinage, on a pu le faire cesser immédiatement, sans être dans la né-* cessité de fermer le régulateur. »

Ces observations ont confirmé les faits que mes souvenirs avaient fidèlement conservés et reproduits, mais dont le petit nombre d'ingénieurs occupés dans les exploitations de chemins de fer peuvent acquérir l'expérience. Elles résolvent, très^nettement, l'objection qui m'a été faite.

Je n'ai encore fait cependant que la moitié de la tâche, et il me reste à établir maintenant que ce n'est pas de gaîté de cœur et pour faire du nouveau que j'ai renoncé à l'idée de faire gravir des rampes de 50 millimètres par les machines locomotives seules.

- 2àS

•k|««ti*ii basée aar riButlIlié d*éteBilre l*eiiiplol de l*«dliéreBC0 Aa-del4 de ee qa*eii eemperte le pelda de le meehf ne.

J*ai acquis, pai* bien des années d'étude et d'expérience^ k. conviction que le progrès scientifique n'a pas pour véhicule les caprices de l'esprit ou de l'imagination, mais les exigences réelles et presque invariables des besoins. C'est ce sentiment qui m'a conduit^ lentement je l'ai dit, mais avec une conviction de plus en plus profonde à une .combinaison que je considère aujourd'hui comme une des nécessités de l'art.

Constatons d'abord les données de l'expérience : de celle qui se produit sous nos yeux, c'est-à-dire sur le continent.

Que demande- t-on aujourd'hui aune machine locomotive?

1* Une puissance équivalente à l'effort de traction qu'exige

un train pour marcher à une vitesse à laquelle la résistance

de l'air est à peu près nulle. Cet effort, qui comprend les

frottements de glissement des essieux sur leurs coussinets»

le frottement de roulement des roues sur les rails, et uœ

somme de résistances aussi diverses qu'inconnues prove-

àant de l'état de la voie, de celui du matériel, etc.> est, par

tonne, approximativement, de 4)cilog* à 4 kil., 20;

* 2® Une puissande équivalente au supplément d'effort

qu'exige l'ascension des rampes, à savoir : un kilogramme

par tonne et par millimètre d'inclinaison;

3^ Puis viennent : un supplément pour le frottement du

mécanisme de la machine, un second pour la résistance de l'air, un troisième pour la résistance qui résulte des courbes. On en évalue Tensemble, si la vitesse de 28 à 30 kil. au maximum n^est pas dépassée, à environ 2 kilog. 80 par tonne.

Prenant un chemin à rampes continues de*5 millimètres, pour base de comparaison^ mais limitant la vitesse à 20 kilom^rep, écartant l'élément relatif aux courbes et h la résist^mço de Fair, Teffort de traction ^ra approximativ^cnent, par tonne de poids du train, machine comprise, pour les frottements, de, . . , 4 kil. 25

M pour riQclinaisQQ de 5 millimètres, de. . S

Soit l'effort de traction, par tonne, nécessaire

pour maintenir le train en marche. . . • . 9 kil. 25

Mm ce n*e9t pas tout : la régularité du service sur un chemin à rampe continue de ^ millimètres serait incompatible avec des dispositions ^a lesquelles, la machine ayant 1$^ puissance de production de vapeur nécessaire pour utiliser toute 9on adhérence, on donnerait aux trains ua poids, en topAea, ei^primépar Fadhérenoe disponible divisée pur 9 kiU 2$.

{1 y a, en effet, d'autres causes d'augmentation de YeÊotl de traction.

fin première ligne est Teffort nécessaire pour faire paaaar le train do Tétat de repos à Tétat de mouvement avec la ra* pjdiité convenable, ce qu'on appelle le démarrage; opération qui, éw9 des conditions convenables de prise de vitesse, dépasse l'effort nécessaire pour maintenir la marche^ et s^é lève dans des gares de niveau au maximum d'adhérence d

ia machine^ c'est-à-dire, dans les temps les plus favorables^ jusqu'à 16 ou 18 kil. par tonne.

Puis vient en marche TeflEort d^accélération, c'est-à-dire Teffort que fait la machine pour faire acquérir au train une vitesse correspondante à sa puissance de vaporisation. Ainsi « quand la pression l)ai8se la vitesse diminue et reffort de tracti(m descend ; puis la pression s'élève et avec elle Teffort de traction; jamais le dynamomètre n'indique une régularité absolue du travail mécanique ; le travail de la machine subit au contraire des modifications contînaelles«

Yieniient enfin les causes fortuites qui peuvent affecter la régularité de ht marche des trains, telles que le grand ventf réchauffement des boiles à graisse, une mauvaise pose de voie, des attelages trop serrés pour les courbes^ etc.

Nous ne parlons ici que des trains de marchandises^ le$ seuls qui, sous le rapport de la vitesse^ puissent être comparés à ceux qui traverseraient les Alpes.

Les ingénieurs du continent considèrent Tadhérenee dis^ pénible comme égale au sixième du poids qui comprime les rails sous les roues motrices. Cette habitude s'explique: quand les rails sont secs, cette adhérence peut être du quart et au-delà. S'ils sont humides elle descendra jusqu'au hui« tième, quelquefois au douzième; la coi^ation de l'eau sur les rails la réduira encore. Mai& cette dernière donnée *^t exceptionnelle ; ce qui ne l'est pas, ce sont les vaf iati(ms dans la production de vapeur, pai' suite de h mauvaise conduite du feu, ou de l'alimentation, ou de la mauvaise qualité du combustible. En face de toutes ce& variations de Tadhé-* rewe et de la puissance mécanique, l'emploi de la force motorise au sixième du poids porté par les roues motrices assure

une régularité suffisante ; on Ta adoptée coname limite surpérieure d'un effort continu : l'effort de traction peut la dé — passer momentanément, mais, comme travail continu, il nfe l'atteint pas.

Les ingénieurs qui veulent réduire au prix de revient 1^ plus faible possible le transport des marchandises par trains complets ont à leur disposition, pour l'adhérence à emprunter aux machines, un poids par roue de 5 à 6 tonnes ; mais l'expérience indique que ce poids ne peut être dépassé qu'au détriment sérieux et rapide des rails et des bandages. Les machines à six roues motrices pèsent en conséquence 33 tonnes, et celles à 8 roues motrices peuvent peser 40 tonnes; dans le premier cas, l'adhérence disponible sera comptée à 5,500 kil., dans le second elle sera de 6,666 kilogrammes, mais il n'existe pas d'exemple de machine qui, dans les circonstances que nous indiquons, puisse maintenir un effort de traction aussi élevé.

Le poids des trains fixé par des règlements d'exploitation qu'a consacrés l'expérience est bien loin de représenter la limite de la puissance momentanée de la machine.

Ajnsi>, prenant la récente machine du Nord à 8 roues couplées, comme base de comparaison, son adhérence peut, en toute sûreté, être admise, sur des rails secs, au cinquième de son poids, soit à 8,800 kilogr., et l'on peut compter peutêtre que la puissance de vaporisation permettra d'utiliser toute cette adhérence pendant quelques minutes. Or, comme l'effort de traction par tonne est compté par les ingénieurs de cette compagnie, sur les rampes de 5 millimètres, à 9 k. . 25., la puissance de la machine sera suffisante pour remorquer, pendant un temps assez court, un train de 950 tonnes.

tandis que 4 dans la pratique le poids des trains remorqués par ces machines est limité à 470 tonnes, machine comprise.

C'est ce qui explique Terreur, malheureusement très-générale, dans laquelle on tombe, quand .on juge de la puissance d'une machine par le train qu'elle peut remorquer dans une expérience.

Les exigences de la régularité veulent Un excédant considérable de puissance.

Les machines américaines ne sont pas construites d'après un système qui produise pour elles une adhérence supérieure aux autres, mais elles soat employées sur les rampes au maximum de leur puissance motrice et de l'adhérence disponible : de là une irrégularité dans leur marché qui ne se concilierait ni avec la fréquence des trains sur nos lignes, ni avec la sécurité qui est la première condition de cette ma:nière de voyager.

Le train américain est considéré comme un navire voguant à travers l'Océan. Il marche vite quand les circonstances sont favorables ; il marche lentement quand le travail s'accroît par les variations du profil; il franchit de très-fortes rampes en réduisant considérablement sa vitesse, sans que la machine soit douée d'aucune supériorité quant à la production de vapeur et aux moyens de transmettre sa puissance motrice des cylindres aux roues.

Quel est, en effet, le travail utile des machines américaines?

€ La.ligne de Baltimore à l'Ohio, dit M. Douglas Ga^lton (page 53, Traversée des Alpes) s'élève jusqu'au sommet d'une montagne à l'aide de rampes dont le maximum est de 50

^ aîo —

fflillimëtres. La charge que Ton peut tratoer sur un pareil chemin est nécessairement t}*ës*faib|e. »

M. Eltet dit à son tour : « Sur le MomUain top track^ le^ versant de Touest a 3^241 mètres de longueur. L'inclinaison moyenne est de 42 miUim^res. Les courbes sont tracées sujr dejs rampes de 45 millimètres. Le versant de Test a 4,215 mètres. La rampe moyenne est de, 49 millimètres, la rampe maxima y est de 56 millimètre^. Elle n'a que 300 mètres de longjieur. »

Il y a loin de ce profil à celui qu'exigerait la traversée des ÂlpejS) dont chaque verswt n'aurait pas moins de 20 à 25 kilomètres, avec une rampe moyenne de 50 millim. sur leis cols les plus faciles & gravir.

PoursuivonjB les citations.

€ Les machines sont à mx rouas couplées, eU^s pèsent 25 tonnes. Elles remorquient dans chaque ^en3 un wagon de bagages et deux voitures à voyageurs. Pour le service des marchandises, le train se compose die trois wagons entière-^ ment chargés, soit 40 à 45 tonnes^ Quelquefois, mais très^rarement, le poids remorqué a dépassé 50 tonnes, »

Or, un poids brut, en véhicules, de 45 tonnes correspond & 30 jtonnes de poids rémunérateur, en comptant le poids net égal ajux deux tiers du poids total. Il sjiiit de là que l'adhérent d'une machine pesant 25 tonnes correspond à un effet utile d^ 30 tonnes de poids rémunérateur sur des rampes dont la moyenne est de 47 millimètres. L'effort de traction sur la rampe de 800 mètres qui a 57 millimètres d^incUnaison sera de 62 kilog. par tonne, et, pour le train die 68 tonnes, de 4,216 kilog. C'est l'emploi de l'adhérence m ixièffie du poids porté par les roues.

Ce parti que les Américains tirent de leurs machines ne diffère pas dô ce que les ingénieurs du continent font eutmêndes en p^eille circonstance. Là machine YAntêe, gravii^sant là ramp« de Saint-Germain 4 de 35 millimètres d'inclinaison et de 1^00 mètres dé longueur, aveô rniB charge^ machine comprise^ de 123 totmës^ faisait un effort de 5^223 kilogrammes ; elle pesait 27 tonnes. C*êlait donc l'utilisation de l'adhérence au cinquième du poids porté paî^ les^ roues motrices. Mais ee travail n'était demandé que dans des circonstances climatériques favorables et pour uii travail dont la durée n'excédait pas huit minutes.

Gberchoûs ce qu'on a fait dé plus nouveau dans cette voie, et revenons aux essais técents de la fna^ine pour fbfles rampes du chemin de fer du Nofd sur les plaùS inclinés dô Liège.

Ces essais sont un bien remarquable sujet d'études^ en ce qu'ils constatent^ comme résultats d'ôocpirtenceSy des faits pratiques propres à passer immédiatement comme règles dans l'exploitation des fortes rampes.

II est bon de dire que, dans ces essais, les machines ont réalisé des; effets plus considérables que Ceux qui avaient été annoncés, mais nous ne voyons là qu'aune preuve de plus de la prudence habituelle des ingénieurs de la Compagnie du Nord. Ce qui importe c'est que, malgré une installation de changements de voies faite pour un autre système de traction, d'où résultaient des parcours et une perte de temps considérables, la machine locomotive a prouvé, une fois de plus^ son entière efficacité et sa grande supériorité sur les machines fixes, à tous les points de vue, pour l'exploitation des fortes rampes. Sous le rapport des dépenses d'établissement fixe et

mobile, sous celui de la dépense de tracliou et quant à Télasticité avec laquelle ces machines se prêtent aux variations de service, la différence a été si grande et tellement en faveur des machines locomotives, qu'il n'y a plus de comparaison possible. Jusqu'à de nouveaux progrès de l'art, la question est résolue en leur faveur.

La longueur, de chacun des plaqs inclinés de Liège est de 1,980 mètres.

, L'inclinaison moyenne est, sur le premier plan, 4e 28 m/m,; elle est de 27 m/m. 5 sur le seœnd.

Les trains de marchandises et de voyageurs ont , été remorqués par une ou deux machines, pendant plusieurs jours. Les machines locomotives étaient substituées aux machines fixes que tous les ingénieurs connaissent et qui sont un très-» remarquable spécimen dans ce genre.

36 essais de trains de marchandises remorqués par deuj; machines ont donné les résultats suivants :

Le poids moyen des trains a été :

P Chargement. ....... 68,2*72 kilos,

2° Véhicules portant le chargement. . 62,915

3° Véhicules dits « wagons-freins » qui sont habituellement employés sur les plans inclinés de Liège comme supplément au moyens de ralentissement ou d'arrêt. 51,609

Poids du train remorqué. . . . 182,796 Poids des deux machines locomotives. 75,000

Poids total du train, machines comprises. .......... 257,796 kilos.

Le poids maximum remorqué, dans un essai, a. été :

1<^ Chargement. 104,910 kilos.

2® Véhicules portant le chargement. , 84,510

50 Wagons-freins. ...... 35,870

Poids du train remorqué. . . . 225,290

Poids des deux machines locomotives, 75,000

Poids total maximum du train, machines comprises . 300,290 kilos.

La durée moyenne des trajets a été de 7 à 8 minutes, et pour le train le plus lourd de 10 minutes. La vitesse moyeime de 4™10 à 4°^ 25 par seconde et de 3 m. pour le train le plus lourd.

L'eiFort de traction par tonne étant, y compris l'inclinaison, de 32 k. 25, en comptant 4 k. 25 sur plan horizontal, cela donne, pour le train moyen, un effort,' par machine de 4,150 kilos correspondant à Tadhërence au neuvième du poids porté par les roues motrices. Pour le train maximum, l'effort de traction est de 4,840 kilos par machine, correspondant à l'adhérence du septième au huitième du poids porté par les roues motrices.

Nous avons vu, page 59, que cette même machine est susceptible d'un effort continu de 4,346 kilog.

Ainsi la différence qui^existe entre l'effort continu que cette machine* a pu maintenir, pendant deux heures, et celui qu'elle a pu maintenir, pendant dix minutes, est de 11 à 12 0/0. Il y a lieu de croire que, dans les deux expériences dont nous rappelons les résultats, la machine a produit son maximum de puissance. Dans la première, celle qui a eu

lieu sur la ramjpe continua de^ Creil et que nous suinexons en détail {tf 4 de F Appendice), le mécanicien a, pendat^t deux heures de marche, obtenu de sa machine tout ce qu'il était possible d'en tirer, et quant à Fessai sur les plans indiné^^ où un effort de traction de 4,840 kilos s'est produit, il y a lieu de le considérer comme un maximum, parce que dans les 44 expériences faites sur ces plans inclinés , aucune n'a approché de ce résultat et que la durée du trajet a été de dix minutes au lieu de sept à huit qu'ont duré les autrôs essais.

Une différence de 10 à 12 0/0 entre uïi essai dé dix minutes et un travail de deux heures s'explique par leâ causes suivantes. Le combustible contenu dans le foyer n'a été, dans l'essai le plus court, que faiblement diminué. Il y avait là un grand approvisionnement de chaleur. t)ans l'essai fait Sur les rampes dé Creil, le combustible à été, plusieurs fois, renouvelé dans le foyer.

La quantité d'eau contenue dans la chaudière a égalétnetit très-peu diminué dans l'essai de dix minute^, elle contenait ainsi un grand approvisionnement de chàleUf . Pendant dix minutes de travail, raliménlâtion â pu être Suspendue, elle ne peut l'être pendant deux heures.

Ainsi, dans le premier cas, là machine a employé Sôù approvisionnement de chaleur ; dans le second, il lui à Mû reproduire tout cet approvisionnement.

Quant aux conditions de la combustion, il y â lieu de croire qu'elles ont été moins favorables sur les plans inclinés de Liège que sur les rampes de Creil ; car le kilogramme de combustible n'y a produit que 6 kil. 495 de Vapeur, tandis qu^il en avait produit de 7 kil. 6 à Ô kil. sur la rampe

^eantinue. Nous n'expliquons œ résultat que por la brièveté 4lu travail.

Il résulte dairement du service des machinés pour fortes Tampes sur les plans iQclinés de Liège que si^ d'un côté, elles iont confirmé toui ce que nous en avions dit de favorable, elles û*ont rien produit qui puisse modifier nos conclusions sur rinsuffisance, au point de vue rémunérateur, comme à celui des services qu'elles seraient appelées à rendre dans l'exploitation de rampes continues de 50 m/m. Leur insuffisance, à cet égard, est devenue plus manifeste encore par la iiéeessité où on s'est trouvé d'atteler au train des toagonsfreins pour modérer la vitesse à la descente. L'ingénieur fait bien observer < qu'il deviendrait inutile, avec des machines spécialement construites pour les plans inclinés, d'employer des wagons-freins spéciaux et que ces derniers représentent 28. 28 0/0 de la charge remorquée. » Mais cette observation même indique suffisamment que, pour être maître de la vitesse à la descente, il faut ajouter, soit aux machines, soit au matériel, des dispositions spéciales. Or, en présentant {page 63) les résultats de l'effet utile à attendre de ces maiChines, sur les rampes de 50 à 60 m/m-, nous n'avions feit aucune part, dans le calcul du poids inutile, pour ces appareils. Cette part, ne fiit-elle que de 5 0/0 du poids des véhixjules, réduirait sensiblement le poids rémunérateur déjà si faible, auquel l'emploi de' ces machines conduirait.

Peut-on tirer des machines locomotives un meilleur parti dans la traversée des Alpes ?

Cette question se présente sous un double aspect, celui de l'adhérence et celui de la puissance de production de vapeur /K)rrespondant aux poids des machines.

Quant à Tâdhérence, il serait imprudent d*en suj^oser remploi dans des conditions plus favorables sur la montagne qu'en plaine. Nous croyons au contraire qu'il faudrait compter sur un effort de traction de 8 kilog. par tonne au lieu. de 4 k. 25 en sus de l'efibrt dû à l'inclinaison. Mais cette condition même ne donnerait pas des garanties suffisantes de régularité. L'adhérence peut descendre plus bas sous une machine seule, et aussitôt l'impuissance de maintenir /la marche devient évidente.

Il faut, au contraire, se poser comme une règle .impérieuse pour franchir les cols des Alpes par .un froid rigoureux, par des tourmentes de neige, par le vent de l'orage, d'avoir, en tout temps, un grand excès d'adhérence. Il faut que, dans l'heure nécessaire pour franchir ces cols sur des rampes ayant une aussi forte inclinaison et malgré tous les obstacles climatériques, il y ait un tel excès de force motrice, que le doute ou l'incertitude sur la marche ne soient pas possibles un. seul instant. .

A ce point de vue, se confier à six roues, quand on en a quarante disponibles, c'est relativement une idée fausse, outre que cela est une imprudence.

Une rampe (le 50 millimètres sera franchie avec régularité et en toute sécurité, si l'emploi de l'adhérence ne dépasse pas le douzièjne du poids porté par les roues ; or, cela n'est possible qu'au moyen des dispositions que nous conseillons.

Telle est la solution de la première difficulté, celle de l'adhérence.

Quant à celle de la puissance mécanique, nous avoas dit, dans le chapitre 5, les moyens de l'obtenir; ils ^' offrent rien, il est vrai, de nouveau ni de difficile. Le générateur

a les formes suivies généralement; âeâ dispositions comme véhicule sont également connues; la seule différence qu'il présente avec les conditions ordinaires est dans les détails de la transmission de vapeur aux cylindres moteurs. Mais Tobjection ainsi limitée à ce que peut avoir de plus ou moins ingénieux un agencement de détail ne peut rien contre le système général > qui se résume dans la facile production d'une grande quantité de vapeur et, en conséquence, d'une puissance mécanique pouvant s'élever facilement à plus du double de celle que l'on peut tirer des dispositions actuelles. De l'insuffisance bien démontrée des moyens mécaniques actuels est ressortie la nécessité d'étendre, de développer les combinaisons, les agencements qui forment la base des dispositions actuelles : et alors on arrive fatalement à la conclusion que, pour remorquer sur des rampes de 50 millimètres un nombre de voyageurs et un poids de marchandises susceptibles d'assurer une rémunération suffisante et pour desservir les besoins du trafic, il faut accroître la puissance motrice en séparant les éléments ; la génération de la vapeur d'un côté, les appareils de transmission de puissance mécanique de l'autre. C'est à cette condition qu'on pent obtenir d'abord lapuissance et puis l'adhérence nécessaires. Ce n'est pas aux machines locomotives actuelles qu'il faut demander cela. Nous croyons avoir amené celte question à un degré d'évidence qui nous aura désormais acquis l'adhésion des ingénieurs.

APPENDICE

méTéiepp^m^mUi mtîilf ta «oÉtMiiUéii dans le foyer 4em ÉiaeÉtoetf

. loe«m«U¥e«.

Nous n'avons connu le mémoire de M. D. K. Cïark dont il a été donné lecture dans la réunion du 1®^ mai (1), qu'aprè» l'impression du chapitre 5 de la publication actuelle, dans lequel nous avons traité le même sujet que lui.

Ce mémoire jette une vive lumière sur les conditions générales de la combustion quant aux moyens de brûler la houille dans les foyers des locomotives, mais il a^ en outre, à nos yeux, un intérêt bien autrement puissant : c'est celui de résoudre les difficultés qui s'attachent aujourd'hui à l'accroissement des dimensions des foyers de ces machines.

Le foyer des machines locomotives est un appareil dont les qualités ont grandement surpris tous les ingénieurs.

Sous l'influence d'un tirage énergique, la combustion y » pris une intensité tout à fait inattendue, tandis que, comme

(1) Séances de la Société des Ingénieurs civils, à Londres, des v*\ei 8 mal

moyen d'enlever la chaleur aux gaz produits par cette" combustion, la disposition tubulaire a été la plus efficace.

La relation entre le nombre des échappements et le tirage, la relation entre le tirage et l'intensité de la combustion ont donné h la machine locomotive une élasticité remarquable dans la faculté de production de vapeur h mesure du besoin.

Mais il y avait une limite, et elle a bientôt été atteinte. On s'est aperçu que, pour la houille particulièrement, les rapports entre les dimensions diverses du foyer, sa surface de grille, sa profondeur, le volume de la chambre de combustiQn,etc., étaient h étudier à nouveau, en ce sens que des déperditions de plus en plus considérables de gaz combustibles produits par la combustion même avaient lieu à me^ sure de Taccroissement général des dimensions des foyers. On a remarqué particulièrement que l'intensité de la corn* bustion ne s'accroissait pas dans les grands loyers à houille comme dans les foyers de dimensions ordinaires à coke^ et que cela était dû au dé&ut d'affluence de Fair.

G^est de ce point de vue que le mémoire de M. D. Glark offre le plus vif intérêt. Il éclaire la voie qu'il faut suivre pour la combustion dans les grands foyers destinés à des productions de quantités très-variables de vapeur, en résumant les dispositions qui ont été tentées pour y faire affluer l'air dans un rapport constant avec les besoins du travail demandé aux machines. 11 a, pour la question qui nous occiq>e, une opportunité précieuse, en ce qu'il ne laisse aucun doute sur la possibilité d'obtenir des générateurs de trèsgrandes dimensions, des résultats égaux, si non supérieurs, en intensité de combustion à ceux que donnent les foyers de dimensions ordinaires.

Vf

f L'objet de ce mémoire est de discuter et de comparer leâ divers modes de brûler la houille dans les foyers de machi-* nés locomotives.

€ La combustion de la houille exige Tintroduction dans le foyer d'une quantité d'air suffisante pour en élever la température à son maximum^ au moyen du mélange le plusin-^ time de cet air avec les parties solides et gazeuses du combustible.

€ Après avoir déduitrinsuffisance des dispositions des foyers actuels des locomotives pour brûler la houille, l'auteur décrit les méthodes essayées, dans ces deux dernières années, pour introduire l'air au-dessus du charbon et le mélanger avec les gaz combustibles qu'il émet.

« Il distingue, d'abord, les méthodes par lesquelles un courant d'air est introduit par des ouvertures tubulaires ou autres pratiquées dans les parois de la boîte à feu et dispo-^ sées d'une manière uniforme sur la surface du combustible.

« Il décrit, ensuite, les dispositions par lesquelles un volume d'air introduit par la porte ou autrement est dirigé sur la surface du combustible au moyen d'uii rabat.

<r II signale, en troisième lieu, la ôonstniction-de boîtes à feu de grandes dimensions avec dé fiMtea surfaces de grille et de longs parcours des gaz produits par la combiistioh. .

« La troisième classe qui est la première, dans Tordre chronologique, est représentée parles systèmes de MM^ Mac- Connel, Béattie et Cudworth. Bans le système des deux premiers, la chambre de combustion est prolongée dans la partie cylindrique de la chaudière ; dans lé foyer sont des chicanes et des arches en briques pour aider au mélange des gaz, qui seul peut élever la température. Le troisième a

préféré les boîtes à feu très-allongées avec une grille inclinée vers la plaque tubulaire,

La solution du problème exigeant un mélange intime de Tair avec les gaz combustibles, il fallait qu*un courant d'air régulier partît du front et de Tarrière de la boîte à feu avec différentes combinaisons propres à le distribuer sur la surface du combustible, tels que rabats, voûtes, chicanes, etc. Mais l^xpérience a prouvé qu'à de grandes vitesses de marche, si ces appareils se sont montrés efficaces pour brûler la fumée, ils, n'ont pas empêché la déperdition des gaz combustibles, ils ont contrarié l'élévation de la température dans le foyer et, par conséquent, la production de vapeur.

Les diverses dispositions des rabats ont, surtout, donné lieu à de graves objections, parce que ces appareils provoquent rencombrement des tubes par les menus fragments de houille, et la destruction rapide de la boîte à fumée, à moins que leur action ne soit contrariée par une voûte intérieure opposée au rabat.

L'auteur a trouvé, par expérience, que pour consumer la fumée, lorsque la machine est en marche, il suffit que laîr arrive à la surface du combustible ou près de cette surface, par des tubes distribués dans la largeur de la boîte à feu en avant et en arrière, sans qu*il soit nécessaire d'employer des voûtes ou des rabats. L'appel d'air est très-énergique à travers les tubes de l'avant, lorsque la machine marche en aN'ant ; l'air ainsi appelé arrive au milieu de la boîte à feu où il rencontre les courants contraires. Le mélange d'air et de filmée devient alors intime, et les particules de combustible né peuvent pas être entraînées dans les tubes de la chau-

ordinaires, et basés sur le tirage d|U à V^Qlf^s^Pfi^WGnt 440s; 1^ cbemiwet auquel s(^ s^t^Utue 1^ jet d^ \f»pew qiHWid. ; la n(Wp|}ia^ ce$se de Iraj^ajllar, on pja p^at. lîi Ql>tçixir up^ çqça- ^)^^§^jop intôflse, ni éviter la perl* ifésMUshut cl'un^.|)iço4H(rtiw al)oocl^n\e d^ g^^ Qombijsj^ifelftç iwi l)r^l45, (Jèft que ^«^apr,

p^nqent nia §wiç^iQ«R^ p^ç W, qye Tqp oba?e?>.&iyQT. Çç* ayçtèfl?e§ it'oai pu çpnniplétçi^ent réqç^ir ^ dqo^ftp av» foyça* 4^ ^cûoiQlives riélUi^Uçité quî leur ^t n46^$aire«

Çqur pirQgK)çtiomiQ(^ Ij» tirage au-^b^^pins du %err Va«l?np a^wploy^ d^§ jete de vap(9^r qui passent daw Içs çwduilft

d,'air- ^1 parvieftVaipsi h fv^^m^ e\ à augopeoter, k \oJoBt^i le courant d'air. Les becs de vapeur entourés des lube^^aiç re^i^iq[)I)lent % autant d^ cbeminées avec Véchapp^oot ordinaire, ïl^ dwnent le€i noêipes moyens de créer qt d^ Q^ainteair le, tirage. Çe;tte m^ll^dis permet d^ d^$in]?uer \^ QOiura#te d'aii^avec unq pr^ci^ioq çt Utte yiteissç ^]\^ quf. toute la wrfaçe d\i oambiiatible e^i egt baJayé^' ? t qu^ Vw ne peut pas manquer de se mélanger aveic U^ ga?*

^1 pratique, il u'a été qu exccptionnçiWme^t néCjQW^jre 4e. fair^ fouctionuer le§ jels de ^apew pe^danj!, la n^rçhii d^ la i»ajçhiiu3; 11 ^ii$t, aloi's, que ]ea ouverlurea pcw Tapcèa de Xw ^oieçit aas^s qoml^reus^. ^-ft tirage: s^yl fait arriver ia, quantité d'air nécessaire d^$ la b^^UQ à fi^U, Cçst Iprsqi^ TpAir fernje Vii^roductioa de la vapevf dans 1^ cylin^ dcçSft ça arrivant àun^statioa, par exemple, qu'il est x^ç/^^ ^^: d^î faire agir loua Içs petiU; échappements de vapew;^ Alors la tampératuye s'élèvq rapidemesit; il sq disiUlq çp*

gWfldfl qwfttiii d^ ga^t oQnjtbuatiWe? (^tti «pr^iraioat pup. 1* chexqipéo %Qua^ l^m^^ de foméei a'iU. i^e r^ooQutraieaU ai)r

■*.fi -r'* ;;'*^ X -^ * ■

Ojd p^ut modéra leg ^ete de ^ftpeur, les^ supppkoi^p ou bieA même le$ continuer, loi^squa la vapeur esA introdutiev dei QO^veaUt dans les oyliadres, suivant le degré d^aoUyitér )( donnor au. foyer, parce que Taecëa de Tair daoïS. le^ %éf doit 9mi 9(èHg^t k Taide' de registçei» ou. de tiroir» adaip-^ ^a^ QX'i3ce&« Mai^ en Uoiitept le^ nQn;Lhre de^ qrifiieee eU par o^nséc^^nU Tacçèa d^ TWr de manièr^t k ^pfcheir Vintroduction de tout exeësv ook peut ae. diapensar d^ IUm emploi 4e registrea sao^ que pour ecia réeofiomJH^ de Conn bvstible dinwue aensiblkmeut;

Dans la comparaison des divers procédés employée pom! brûler la houille sans fumée, on a rencontré les difficultés qulcéâulteuL de. touteales.. varia tians de temps^ de^ e ombu s^ tlbK de ipaK^hines et de travail. Cependant on a recueilli lf(S résijllats fournis- par plusieurs maahines brM«nt de la lÎDuille 4'après diveifs procédés,, et par eea mémM machines hrûlaot dur<K>ke.

Les trois sy^tèmesr expérimenlfe; ceux de MM. Mao« Connell, Beatlie et Ctïdworth-, avec le' même poids brut d« train el de machine^, c'est-k^dire 110 à 116 tonnes, et powrily mAme vitesse-, ont donné les chiffres suivants :

T t J t^ m m mmj

Inventeurs

Mac-Conneir. . . .

BeaUie (eau froide).

Cudworlh.

mew

Poids

. brut

des trains

Tonnes

Houille ]fm^ée

Par kilom.