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Les nombres contenus dans la dernière colonne correspondent aux vitesses de marche réglées par les ordres de service (déduction faite des temps d'arrêt, et du temps perdu pour démarrer et pour arrêter) ; ces vitesses ne sont qu'une moyenne, et comportent des écarts qui rentrent dans les limites des nombres de la troisième colonne ; de telle sorte qu'on peut bien en réalité considérer la règle que nous avons donnée, comme conforme aux résultats de l'expérience.

Las résistances de toute nature qui s'opposent à la marche des convois, croissent très-rapidement avec la vitesse; il faut donc, pour remorquer des charges un peu considérables avec des vitesses un peu grandes, employer des machines très-puissantes. Nous citerons comme exemple les machines <ln système Crampton qui peuvent atteindre, sur le profil accidenté du chemin de fer du Nord, des vitesses de 100 kilomètres avec une charge de cinq à six wagons à quatre roues, et les machines mixtes récemment fournies par M. E. Gouin pour le service du chemin de Lyon avec quatre roues accouplées de lm 80 de diamètre, et montées sous la chaudière de la machine le l\hùne, qui peuvent facilement remorquer, sur le profil également accidenté de Paris à Moutereau, des convois de dix à douze wagons, à six roues, chargés, à une vitesse moyenne de 60 ki-

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Nous avons indiqué sommairement comment devait être réparti le poids d'une machine sur ses points d'appui , nous reviendrons encore sur cette question lorsque nous traiterons de la stabilité; mais la répartition de ce poids n'est pas seule à prendre en considération : la position des essieux, leur écartement, l'influence que cette position exerce sur la répartition du poids, les rapports à établir entre ces divers éléments et le tracé en plan du chemin de fer, méritent une attention toute spéciale. Reportons-nous d'abord a l'origine de la machine locomotive, et indiquons les phases successives par lesquelles a passé la question qui nous occupe.

1° Coup d'oeh. rétrospectif. A part quelques essais que nous avons mentionnés dans l'introduction, la machine locomotive, à son origine, reposait sur quatre points d'appui seulement (/fy. 4, 2 et 3, pl. KO). Après quelques tâtonnements on était arrivé d'une manière définitive à placer l'essieu moteur à l'arrière (fg. 3, pl. Si) ; indépendamment de l'inconvénient qu'il pouvait y avoir à faire attaquer les parties courbes de la voie par les roues motrices, de

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faire supporter à celles-ci la pression sur les rails à une grande distance du point d'emmanchement de l'essieu, et de soumettre celui-ci à des causes de rupture plus graves : la position des cylindres à Pavant de la machine était commandée par l'application de la vapeur d'échappement au tirage. La boite à feu était en porte-à-faux en arrière de l'essieu moteur, ce qui donnait lieu à une mauvaise répartition du poids, rendait les machines instables et empêchait de donner au foyer le développement convenable. Plusieurs constructeurs anglais, et plus particulièrement Slephenson, préoccupés de cet inconvénient, furent bientôt conduits à appliquer aux maehiues une troisième paire de roues qui fut placée à l'arrière du foyer (fig. 4, pl. ï>0), ce qui permit d'augmenter le poids de la machine sans augmenter la fatigue de la voie, et, par suite, de développer la surface de chauffe et la puissance ; néanmoins la question de la préférence à donner aux machines à quatre roues et à six roues fut longtemps débattue ; on allégua en faveur de celle-ci la sécurité pour le cas de rupture d'essieu, et, en définitive, malgré la persistance avec laquelle Bury défendit l'autre système, l'accident du 8 mai 1842, sur le chemin de fer de Paris à Versailles (rive gauche) vint trancher la question en faveur des six roues, et ce sys» tème fut même rendu obligatoire, par les règlements de police, dans plusieurs pays et notamment en France. Quoi qu'il en soit, l'adoption des machines à six roues coïncidant avec la nécessité d'augmenter les dimensions principales, elles ont fini par rester sans contestation le seul système employé.

La nécessité d'augmenter de plus en plus la puissance des machines, pour satisfaire aux exigences d'un service croissant, continuant â se faire sentir, un nouveau mode de distribution des points d'appui fut adopté par Slephenson vers 4842. Tandis que certains constructeurs, entre autres Sharp de Manchester, s'appliquaient à augmenter la surface de chauffe, en augmentant le diamètre de la chaudière, la section du foyer et le nombre des tubes, en restant dans les limites ordinaires d'écartement pour les essieux extrêmes que commande le matériel de plaques tournantes existant (fig. 4, pl. 54), Steplienson augmenta, dans une très-grande proportion, la longueur de sa

chaudière et de ses tubes en reportant !e foyer en porte-à-faux au delà de la roue d'arrière (fig. 2, pl. 51). Dans l'espace de dix an* nées, ce célèbre constructeur avait porté de 2m à 3m 70 le corps cylindrique de sa chaudière, et, quelques années plus, tard, il atteignit la limite de 4 mètres. Les machines établies dans ces nouvelles conditions suscitèrent de vives critiques, néanmoins l'autoritédu nom de Stephenson les fit adopter sur un très-grand nombre de chemins ; mais, au bout de quelques années, on ne tarda pas à reconnaître que les objections relatives au défaut de stabilité de ces machines, résultant de l'insuffisance de la charge des roues d'avant, ne manquaient pas de fondement ; leur auteur lui-même essaya d'améliorer son système en changeant la position de l'essieu moteur (fig. 4, pl. 51) ; mais aujourd'hui un système différent a prévalu. Il est bien entendu que nous ne parlons ici que des machines à roues indépendantes ; les machines à roues accouplées sont placées dans des conditions spéciales que nous examinerons plus tard; dans le cas d'accouplement des six roues, c'est encore au système Stephenson qu'il convient de donner la préférence.

Stephenson avait été conduit en 1846, pour répondre aux objections faites contre la stabilité de ses machines, à mettre l'essieu moteur à l'arrière des deux autres {fig. 4, pl 51), de manière à pouvoir reporter une partie suffisante de la charge sur l'essieu d'avant, et afin d'avoir un grand écartement entre les deux essieux les plus chargés; c'est peut être une idée analogue qui, combinée avec des vues particulières sur l'influence de la postlion du centre de gravité, conduisit plus tard M. Crampton à proposer, pour la circulation à grande vitesse sur les chemins de fer à voie étroite, une nouvelle disposition représentée (fig. 1, pi. 53), dans laquelle les roues motrices sont placées à l'arrière du foyer et au-dessus de la plateforme du mécanicien, ce qui permet d'abaisser très-notablement la iiiaiioiere.

2° Influence des cowibbs. — Avant de discuter la question de la répartition des points d'appui, nous avons besoin de faire apprécier l'influence des courbes, plus ou moins prononcées, qui se ren-

contrent dans le tracé des chemins de fer, car elles seules obligent de fixer des limites au nombre et à l'écartement des points d'appui, maintenant surtout qu'on a été conduit, pour simplifier le service, à adopter des plaques tournantes d'un très-grand diamètre, et que leur dimension n'a plus besoin d'être prise en considération.

Si le tracé d'un chemin de fer était exactement rectiligne dans toutes ses parties, on concevrait que les machines et les véhicules de toute nature fussent montés sur des roues à jante cylindrique, et que les saillies dont il est nécessaire de les armer pour empêcher la déviation latérale, fussent encastrées exactement entre les deux rails, la voie formant , en quelque sorte, une rainure; mais il n'en est pas ainsi : des courbes d'un rayon plus ou motos faible, qui descend sur les chemins de fer ordinaires jusqu'à 250 mètres dans les changements et dans les raccordements de voie, jusqu'à 150 mètres dans certaines voies de services , viennent créer des obstacles au passage des machines. D'un autre côté, les machines locomotives ne sont pas dirigées par la force motrice qui détermine leur mouvement comme l'est un véhicule remorqué par des chevaux sur une route de terre; elles ne sont pas dirigées par un appareil spécial comme les bateaux ; elles pourraient dévier de la ligne qu'elles doivent suivre, par suite d'inégalités de frottement sur les fusées des essieux, si leurs roues étaient indépendantes et si leurs essieux étaient susceptibles de pivoter ; elles ont pour cette cause leurs roues fixes sur les essieux , et les essieux euxmêmes sont maintenus par la rigidité du châssis dans une position parallèle. Il est donc nécessaire de recourir à un artifice particulier pour faciliter le passage des courbes ; cet artifice consiste dans la combinaison du jeu des saillies, ou boudins des roues, et de la conicité de la jante.

Le jeu des boudins varie de 0m02 àOm04 en totalité, c'est-à-dire que, la machine étant placée régulièrement sur la voie, il existe entre le boudin de chaque roue et le bord du rail correspondant un espace libre de (T0ii\ à o*020 (fy. 9 et 40, pl. 43), suivant que la

liberté de déplacement de chaque point d'appui de la machine sur le rail doit être plus ou moins considérable. La conicité est à la fois le correctif et l'auxiliaire du jeu des boudins; elle est nécessaire pour empêcher la machine d'être indifférente et de se jeter tantôt à droite, tantôt à gauche dans les lignes droites, et, en même temps, elle compense jusqu'à un certain point, surtout si la machine n'a que 4 roues, les inégalités des parcours à effectuer sur chaque rail pour les roues liées au même essieu, de telle sorte qu'au lieu de glisser dans le sens de la longueur des rails, les roues n'ont plus à subir qu'un glissement peu considérable, résultant du parallélisme des essieux dans le sens transversal à la voie ; la conicité sert en outre, dans une certaine mesure, à combattre l'influence de la force centrifuge qui tend à rejeter la machine vers la convexité de la courbe, et à pousser les boudins au contact des rebords des rails. Le jeu des boudins doit être tel que le rectangle formé par les points d'appui de la machine puisse s'inscrire dans l'intérieur de la rainure formée par l'arête intérieure des rails; mais comme il ne peut pas être augmenté au delà d'une certaine limite, qui résulte : de l'épaisseur donnée aux boudins, des dimensions restreintes qu'il est possible de donner aux coupures de rails dans les traversées et changements de voie, aux rainures formées par les contrefaite des passages à niveau ou des changements de voie, et de divers autres motifs, on est forcé de restreindre les limites dans lesquelles il semble, au premier abord, que l'on pourrait faire varier l'écarlemcnt des essieux extrêmes. La conicité est ordinairement fixée à 1/20*, et c'est seulement sur les chemins de fer tracés avec des courbes de très-petits rayons, qu'il peut convenir de l'augmenter, comme on l'a fait en Amérique, où elle a été portée à 1/10% et même à 4/7* ; il faut remarquer, du reste, que, dans les machines à 6 roues, ainsi qu'on peut s'en rendre compte par un simple croquis, la conicité qui favorise le roulement des roues extrêmes détermine, sur les roues du milieu, des frottements plus considérables que si leur jante était cylindrique. L'adoption de la conicité, ainsi que le mode d'usure des bandages qui se creusent en forme de gorge, ont conduit à donner aux rails une légère

convexité qui remédie aux inégalités de fabrication et de pose de la voie; nous ne faisons également qu'indiquer ce détail sur lequel nous aurons plus tard l'occasion d'insister.

Ces préliminaires posés, il est facile de se rendre compte des motifs qui s'opposent à ce que Ton donne aux essieux extrêmes un écartemenl trop considérable; mais il serait plus difficile d'établir, par un calcul préalable, quelle limite doit être posée à cet écartement, en raison du jeu des boudins ; en effet, si l'on suppose uu véhicule à 4 roues placées sur une voie rectiligne, avec un jeu dé* terminé entre les boudins et les bords des rails, si Ton trace une série dévoies courbes sous le véhicule sans le déplacer, on reconnaît qu'il arrivera un moment où le boril de ces rails viendra entrer en contact avec le boudin, à une certaine distance du point d'appui de la roue sur le rail; la courbure de la voie ne pourrait pas être portée au delà de cette limite sans flexion des roues ou des essieux. A cette limite, le mouvement est encore rigoureusement possible; mais, dans la pratique, on nedoit pas arriver jusque-là, il faut encore laisser aux roues une certaine facilité de déplacement pour que leur roulement puisse s'effectuer sur des circonférences de rayons proportionnels au développement des rails intérieur et extérieur.

Si la machine est à six roues, en répétant la même construction, on reconnaît que le boudin de la roue du milieu , du côté du centre de la courbe, vient très-promptement toucher le rail ; si les roues, les essieux et le châssis étaient absolument rigides, le mouvement de déplacement deviendrait impossible dès que cette limite serait atteinte, et elle l'est beaucoup plus tôt que pour le jeu des roues extrêmes.

Il convient de remarquer du reste que, dans la pratique , indépendamment de l'augmentation de largeur qu'on donne à la voie dans les courbes de petit rayon, indépendamment du jeu qu'il est souvent possible de donner aux fusées dans leurs coussinets, le châssis et les plaques de garde ont une certaine flexibilité, de telle sorte qu'en réalité, les machines passent dans des courbes dont l'accès semblerait devoir leur être interdit , mais c'est toujours au détriment de leur conservation.

3o Écartembnt des essieux. - Les dimensions adoptées pour 1 ecartement des essieux sont très-variables, ainsi qu'on a pu s'en convaincre par l'examen des planches 50 à 53 inclusivement La machine à quatre roues que construisait Stephenson en 1832 ». 3. si. 30), n'avait quel- 53 d'écartement d'axe en axe, tandis que celle de Crampton a 4- 86 ; ces deux termes extrêmes sont exagères, et l'on doit s'appliquer à s'en tenir à un* certaine distance, à moins de motifs particuliers.

On peut augmenter l'écartement des essieux extrêmes lorsque I essieu d arrière ne supporte qu'une petite partie du poids de la machine et ne joue qu'un rôle accessoire, comme dans l'exempte de la fig. 1 , pl. 51 , et des fig. 3 et 4, pl. 52. La boite à graisse a un jeu assez considérable dans la plaque de garde et l'essieu peut se déplacer et dévier de la direction normale à l'axe de la machine en raison de la courbure de la voie ; cette machine jouit alors des propriétés de l'ancienne machine à quatre roues pour la facilitéde son passage dans les courbes. Lorsqu'au contraire la machine affecte une des dispositions représentées fig. 4 cl 5, 50 ; 2 et 3, pl 51 •

* ' P[' 1 Ct *' pL 53' " devient iffiP<>ssibIc de donner un jeu appréciable aux fusées ou aux boites à graisse des roues d'avant et d'arrière, c'est a la roue du milieu qu'il faut tâcher d'appliquer les artifices qui peuvent faciliter le mouvement dans les courbes. Dans le cas où la roue du milieu est seulement une roue portante, les roues motrices étant à l'arrière (fig. 4, pl $\ et fig. 1, pl. 53), on peut donner à ses fusées un jeu asscîz considérable dans leurs coussinets ou mieux encore aux boites à graisse entre les plaques de garde, et la machine rentre dans les conditionsde la machine à quatre roues ; lorsque la roue du milieu est la roue motrice, ou lorsqu'elle est accouplée avec la roue motrice il n est plus possible de recourir à ce moyen : on réduit d'un centimètre environ l'épaisseur des boudins ou même on les supprime complètement comme l'a fait Stephenson dans un grand nombre de ses machines. Mais quelques personnes ont craint qu'il n'y eût danger à supprimer complètement le boudin des roues du milieu, et l'ont conservé comme un moyen de sécurité en

cas de rupture du bandage ou du boudin des roues d'avant, ou même de déraillement; cette crainte est d'autant plus fondée que ces machines, par leur disposition même, ont plus de tendance au déraillement. On doit donc conserver le boudin des roues du milieu en se contentant seulement de l'amincir pour augmenter lo jeu de la voie pour cet essieu en particulier ; si Ton supprimait ce rebord, il conviendrait alors, comme nous l'avons fait observer, de rendre la jante cylindrique.

On pourrait supposer qu'il est possible de donner du jeu a la roue d'arrière dans la disposition de la fig. 2, pl. 51 , mais on ne peut pas le faire, car cette roue est, de toutes, la plus chargée, et sa fixité intéresse essentiellement la stabilité de la machine. La roue d'avant ne doit elle-même avoir qu'un jeu très-restreint, si ce n'est complètement nul, car la machine manquerait également de stabilité si elle pouvait jouer d'une quantité appréciable dans ses coussinets.

Il est difficile d'établir une règle pratique pour fixer la limite qu'il convient de donner à récartement des essieux; sur certains chemins de fer, malgré le petit rayon des courbes, il peut être nécessaire d'accoupler les six roues pour franchir des rampes d'une forte inclinaison ; on sacrifie dans ce cas la conservation des roues et de toutes les pièces qui souffrent au passage des courbes ; c'est ainsi que l'on fait travailler des machines à roues accouplées dont les essieux sont espacés de 3m à 3m 50, dans des courbes de 330 ,ï 400m de rayon, qu'on fait passer journellement ces machines dans des changements de voie, sans difficulté apparente, mais non sans qu'il en résulte un surcroit de fatigue et d'usure. C'est ainsi quo sur quelques chemins de fer, en vue d'organiser lies services à trèsgrande vitesse, M. Crampton est arrivé à porter à près de 5 mètres l'écartement des essieux d'avant et d'arrière, en donnant au châssis une extrême rigidité ; ces dernières machines se fatiguent au passage des courbes et dans les gares ; il y avait même lieu de craindre qu'elles fatiguassent la voie dans une certaine mesure; cette crainte ne s'est pas réalisée jusqu'à ce jour, mais les sacrifices qu'entraîne, au point de vue éc la construction

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et de l'entretien du matériel et de la voie, le service des trains à grande vitesse doivent être mis en regard des avantages qu'en

retire le trafic (le la ligne.

Lorsqu'on n'est pas dominé par des considérations spéciales, il convient de se maintenir dans des limites restreintes pour l'écartement à donner aux essieux extrêmes, ou plus exactement aux essieux assujettis entre eux à uu parallélisme rigoureux. Ces limites sont seulement susceptibles d'appréciation et non de mesure Nous pensons que sur les chemins ordinaires, tracés avec des courbes du rayon minimum de 1,000 mètres, ne descendant que dans des cas exceptionnels à des rayons de 800 mètres et même de 500 mètres aux abords des gares principales, on peut admettre des écartements de 4 mètres pour les machines dont les roues motrices seraient placées a l'arrière du foyer, des écartements de 3m 50 pour les machines à roues accouplées ayant leurs trois essieux intercalés entre la boite à feu et la boite à fumée et assujettis au parallélisme. Si les dispositions de la machine sont telles que la roue d'arrière puisse être modérément chargée et placée à l'arrière du foyer avec une certaine facilité de déplacement, et telles que l'écartement entre les roues d'avant et les roues motrices soit réduit à 2» 50, on peut sedonner une assez grande latitude pour l'écartement des essieux extrêmes et le porter à 4m 50; il résulte du reste de cette disposition, si l'écartement n'est pas considérable, une amélioration marquée des conditions de conservation de la machine et de la voie et surtout de ses accessoires, ainsi qu'une diminution notable des résistances passives au mouvement.