LOCOMOTION.-LOCOMOTIVE

mêmes la force nécessaire à la traction . Tels sont les locomotives et les bateaux à vapeur. Les machines à vapeur fixes, qui remorqueut les convois sur les plans inclinés des chemins de fer, rentrent, au point de vue de leur objet, dans la classe des appareils locomoteurs.

Locomotion. Action do so transporter d'un lieu à un autre. On appelle art de la locomotion, l'art de transporter les hommes et les marchandises sur les voies de communication. Cet art, on le voit, est fort étendu : il exige l'étude do toute espèce de moteurs et de véhicules et de leurs appropriations aux diverses natures de voie, tels que routes, chemins de fer, canaux et rivières. Les progrès accomplis depuis l'introduction de la vapeur dans l'art do la locomotion, en ont fait une des parties les plus importantes de la science do l'ingénieur.

Locomotive (Machine). Voiture qui porte le mécanisme et le moteur nécessaires pour la faire avancer sans le secours d'aucune autre impulsion. Le seul moteur, employé jusqu'ici avec un succès incontestable pour la propulsion d'une locomotive , est la vapeur. Cependant des essais ont été tentés dans ces dernières années pour remplacer la vapeur par l'air comprimé et par l'électricité ; mais il n'est pas encore possible de prévoir quels résultats pourront être obtenus à l'aide de ces deux moteurs, surtout du dernier.

Faire l'histoire de la locomotive à vapeur serait faire l'histoire presque tout entière des chemins de fer. Il n'y a lieu d'en excepter que cette période assez longue pendant laquelle les routes à rails, desservies par des chevaux, ont fait peu de progrès et sont restées affectées aux transports de quelques houillères anglaises. C'est du moment où la locomotive s'est introduite sur les chemins de fer que leur utilité pour les transports publics à grande vitesse a pu èlre comprise. Ce sont ses progrès qui résument et provoquent tous les perfectionnemens dont nous sommes témoins chaque jour dans l'art de la locomotion sur ces nouvelles voies.

On a essayé à diverses reprises d'appliquer la locomotive aux routes de terre ; mais jusqu'à présent les résultats n'ont pas répondu d'une manière complètement satisfaisante aux efforts et au génie des inventeurs. Il y a en effet une difficulté très grande à vaincre, c'est celle de l'irrégularité de la surface que présentent les routes ordinaires. Elles auraient besoin avant tout d'être grandement améliorées, pour que la locomotive en les parcourant ne risquât pas de se détraquer par les chocs et les soubresauts. Les moteurs animés, tels que le cheval , peuvent se plier à une grande variété do résis-

tance. Mais il n'en est pas de même des mécanismes sortis de la main de l'homme , ils présentent toujours une rigidité peu compatible avec des chocs qui vieiment rompre un mouvement continu. ! L'idée d'appliquer la vapeur au mouvement des voitures à roues a pris naissance en Angleterre; elle date de près d'un siècle. Le docteur Robinson, en 4759, à l'époque où il étudiait à l'université de Glascow, l'avait déjà conçue. En 4784, Watt, après avoir fait sur la force expansive de la vapeur des expériences fort remarquables , donna la description d'une machine fondée sur ce système, en indiquant le moyen de l'appliquer aux voitures. Toutefois, ce fut seulement en 4 802 , il n'y a guère plus de quarante ans, qu'un premier brevet fut pris parTréwithick et Vivian , pour une locomotive applicable aux chemins de fer et aux routes ordinaires. Plusieurs obstacles s'opposèrent pendant longtemps aux progrès de cet appareil. Le premier fut la croyance où Ton était que l'adhérence des roues sur les rails serait insuffisante pour les empêcher de tourner sur ellesmêmes sans avancer ; on chercha à y remédier par des clous à tètes saillantes, dont on garnissait leurs jantes, par des crémaillères placées le long des rails et avec lesquelles s'engrenaient des roues dentées, par des patins articulés qui tour à tour s'appuyaient sur le sol et se relevaient à la manière des jambes de l'homme et des animaux. Cette difficulté disparut le jour où M. Blackett (vers 4842) constata par des expériences décisives que l'adhérence des roues sur les rails était suffisante pour faire avancer la machine. Une autre difficulté était d'arriver , sans augmenter le poids et la masse de l'appareil d'une façon démesurée, à obtenir une grande puissance de vaporisation. Pour cela deux conditions étaient à remplir : avoir une grande surface de chauffe, et produire dans le foyer un tirage assez énergique pour entretenir une combustion très active, sans donner à la cheminée une grande élévation. Après une foule d'essais de toutes sortes sur la forme des chaudières et sur la disposition de leurs carneaux intérieurs, la première partie du problème fut résolue par l'adoption de la chaudière tubulaire, dont l'invention est due à M. Séguin aîné {Voyez Chaudière). Enfin, la seconde condition fut remplie par l'introduction du jet de la vapeur dans la cheminée : cette disposition appartient à M. Robert Stephenson.

Telle qu'elle est aujourd'hui, la locomotive est une machine à vapeur à haute pression et sans condensation, munie d'une chaudière tubulaire fournissant la vapeur à deux cylindres horizontaux ou fortement inclinés, dans chacun desquels se meut un piston dont la tigo communique un mouvement de rotation à un arbre à mani-

velles. Le foyer est placé à l'arrière delà chaudière, et la cheminée est fort courte, située à l'avant, au-dessus de la boite à fumée ; elle reçoit aussi le jet de vapeur qui s'échappe des cylindres et dont le mouvement produit le tirage nécessaire à la combustion. Le foyer de la machine, sa chaudière, sa cheminée et le mécanisme nécessaire au jeu de la vapeur et aux transmissions du mouvement , sont portés par un grand cadre ou châssis qui repose sur deux, trois ou même quatre paires de roues. L'arbre à manivelles sert d'essieu à une de ces paires de roues, qui en tournant avec lui font avancer tout le svstème. L'eau et le combustible nécessaires à l'alimentation

de la locomotive sont ordinairement portés sur un chariot d'approvisionnement qui la suit immédiatement et que l'on nomme allège ou tender (Voyez Allège).

Chacune des pièces dont se compose la locomotive formant l'objet d'une description détaillée dans ce livre, il me suffira de présenter ici une énumération sommaire des plus importantes, en priant le lecteur de se reporter aux planches VI et VII, auxquelles se rapportent les lettres indicatives qui vont suivre :

AA, corps principal de la chaudière cylindrique ;

BB, foyer ou boite à feu ;

C, porte du foyer;

DD, tubes qui traversent la chaudière dans toute sa longueur et portent à la cheminée la fumée et les autres gaz produits par la combustion ; leur nombre varie de 80 à 4 50 et au-delà ;

E, boite à fumée ;

FF, pompe alimentaire et tuyaux qui amènent l'eau au tender; HH, soupapes de sûreté;

J, robinets de déchargejpour le nettoyage de la chaudière ; K, cendrier ;

LL, niveau de l'eau dans la chaudière;

M, dôme dans lequel se fait la prise de vapeur;

N, tuyau de prise de vapeur ;

0, tuyau de distribution qui porte la vapeur aux tiroirs des cylindres ;

P, cylindres à vapeur dans lesquels se meuvent les pistons sous l'action de la vapeur; Q, cheminée de la locomotive ;

R, tuyère ou tuyau d'échappement, par lequel la vapeur s'élance dans la cheminée à la sortie des cylindres ;

S, boites à vapeur dans lesquelles se meuvent les tiroirs qui règlent son admission dans les cylindres ,

T, arbre à manivelle9 ou essieu coudé qui porte les roues motrices, et sur lequel agissent les tiges Y de pistons par l'intermédiaire des bielles XX;

U, roues motrices de la locomotive ; elles peuvent ne pas èlre à rebord;

V, roues mcnantos à rebord, qui maintiennent la machine sur les rails;

XX, bielles qui communique le mouvement de rotation à l'essieu coudé des roues motrices ;

Y, tige des pistons, articulée avec la bielle qui agit sur l'essieu coudé ;

•Z, trou d'homme, par lequel un ouvrier peut s'introduire dans la chaudière pour la visiter et la nettoyer;

robinets indicateurs do la hauteur de l'eau dans la chaudière;

//, levier de changement de distribution de la vapeur ;

m, manette du régulateur de la prise à vapeur ;

m\ régulateur de la prise de la vapeur ; . n, manette qui commande le levier de changement de distribution de l'excentrique;

p, excentrique callé sur l'essieu coudé et qui communique le mouvement aux tiroirs à vapeur;

q, plongeur de la pompe alimentaire de la chaudière;

r, robinet servant à régler l'ouverture du tuyau qui amène l'eau du tender à la pompe alimentaire ;

s, boite à vapeur et tiroirs qui règlent son admission dans le cylindre ;

U, cadre ou châssis de la locomotive ;

uu, guides faisant partie du cadre, entre lesquels peuvent monter et descendre les essieux, pour obéir aux oscillations des ressorts c e'; a' y tirans en fer qui relient entre eux les guides des roues ; b'b\ supports de la chaudière ; .

c'e', ressorts par l'intermédiaire desquels la machine porte sur les roues ;

d', coussinets de cuir garnisde crin, pour amortir les chocs quand la locomotive rencontre une autre voiture ;

>', galerie qui entoure le plancher sur lequel se tient le mécanicien pour régler le feu et les mouvemens de la machine.

On distingue trois espèces de locomotives : celles à quatre roues {Planches VI et VII), celles à six roues {Planche Vlll) et celles à huit roues [Planche IX'. Cette classification est la seule qui ait quelque importance pour les personnes étrangères aux arts mécaniques ;

mais aux yeux des ingénieurs les locomotives so distinguent entre

elles par beaucoup d'autres points. J'indique les principaux :

4° Par l'indépendance ou par l'accouplement des roues; les deux paires do roues d'arrière dans la locomotive de la planche IX sont couplées;

2° Par la forme du cadre qui supporte tout le système , par la position de ce cadre par rapport aux roues, et par la matière dont il est formé. Les locomotives représentées par les quatre planches VI, VII, VIII et IX, sont toutes trois à cadres ou châssis rectilignes en bois et placés en dehors des roues. J'ai indiqué au mot Cadre (page 92) une autre forme adoptée par MM. Sharp et Roberts, dans laquelle les jumelles du cadre sont ondulées. Quelques constructeurs, au lieu do placer le cadre en dehors des roues, le placent en dedans; ils voient dans cette disposition un moyen do diminuer les chances de déraillement, en cas de rupture d'un essieu. Enfin le cadre, au lieu d'être en bois, peut être en fer, ce qui donne à la machins une certaine apparence de légèreté ;

3° Par la position des cylindres à vapeur: tantôt ils sont placés dans l'intérieur de la boîte à fumée (Pl. VI, VII et VIII) qui les garantit du contaGt de l'air extérieur; tantôt ils sont placés en dehors {Pl. IX) et préservés du refroidissement seulement par une double enveloppe. Lorsque les roues de la machine sont couplées, les cylindres, au lieu d'être horizontaux x sont ordinairement inclinés. On en voit un exemple dans la planche IX.

4° Par la disposition des manivelles de l'essieu qui porte les roues motrices: cette disposition est la conséquence de la position des cylindres à vapeur. Lorsque ces cylindres sont placés dans l'intérieur de la boite à fumée, les manivelles sont taillées à plein dans le corps de l'essieu entre ses fusées; elles en font un arbre coudé {Pl. VII). Au contraire lorsque les cylindres sont en dehors, les bielles viennent s'articuler avec des manivelles placées à chaque extrémité de l'essieu, en dehors des fusées (PL IX);

5° Par la dimension de leurs cylindres, dont le diamètre varie de 23 à 40 centimètres et au-delà.

G° Par le mode de distribution de la vapeur, dont la prise se fait tantôt à l'avant, tantôt à l'arrière de la chaudière et quelquefois dans ces deux points en même temps. Les excentriques qui mettent les tiroirs en mouvement sont tantôt fixes, tantôt mobiles, tantôt au nombre de quatre et tantôt au nombre de deux seulement. La vapeur s'emploie avec ou sans détente. S'il y a détente , tantôt elle