CHAPITRE PREMIER

Les précurseurs. — L*i(lée d appliquer Ténergie électrique à la IractioQ des véhicules n'est pas nouvelle, et des essais de traction par éiectromoteurs ont été tentés bien avant Tapparition de la dynamo moderne et la découverte du principe de sa réversibilité. La première voiture électrique paraît due à un simple forgeron américain, Thomas Davenport, Bien que livré à ses seules ressources, celui-ci réussit à construire en 1834 une machine magnétoélectrique rudimentaire et à l'employer à la propulsion d'une voiture portant une batterie de piles. Cette voiture fut exposée en i833àSpringfield (Massachusetts), puis à Boston où elle fonctionna pendant quelque temps sur un petit chemin de fer circulaire.

Vers i838, au moment où l'attention du monde scientifique était appelée sur les applications possibles des éiectromoteurs par les célèbres essais de navigation électrique de Jacobi sur la Neva, un Ecossais, Robert Davidson, construisit une véritable locomotive électrique, mue par un moteur analogue à celui du savant allemand et pesant 5 tonnes avec sa ballcrie de piles ; cette locomotive fît avec succès plusieurs trajets sur le chemin de fer d'Edimbourg à Glasgow, à la vitesse de 6 km. à Theurc. Mais elle fut mise en pièces par des ouvriers rivaux et plus de dix années s'écoulèrent avant que des expériences fussent reprises sur une aussi grande échelle.

En 1850, le professeur C. G. Paye, du Smithsonian Institute,

TPACnON ELECTRIQUE. ^

apdtre convaincu de la traction électrique, Gt exécuter à l'aide d'une subvention de 150 000 fr. votée par le Congrès des Élab- Unis une locomotive fort dîlTérente de celle de Davidson, actioDnée par le moteur à mouvement alternatif qui porte son nom : deux solénoïdes placés vis-à-vis l'un de Tautrc atliraient altematirement une aimature de fer doux, qui attaquait un volant par Tintermédiaire d'une bielle et d'une manivelle. Cette locomotive, portant 100 éléments Grove, fut essayée le 29 avril 18K1 sur le chemin de fer de Washington à Bladensburg; elle atteignit une vitesse de 30 km. à l'heure. Mais la rupture des vases de piles par les trépidations interrompirent les essais.

Nous signalerons encore deux tentatives faites vers la même J époque par deux autres américains, le professeur Mosc:^ G. Former \ et Thomas Hall, de Boston. Le premier construisit el exposa en j public une petite locomotive électromagnétique qui romorquait a une voie de 0,43 m. de largeur une voiture à deux places. Quant il la locomotive de Hall, mue par une magnéto du genri; Clarke, elltfl était tout à fait minuscule : elle circulait sur une voie de 0.12 e d'écartement ; la puissance du moteur était transmise k reHsieaJ par une vis sans fln. Le trait intéressant de l'invenlion est que ï locomotive ne portait pas ses piles génératrices arec elle ; l>^ batterie était fixe et le courant transmis au moteur par les rails.

Cette même idée se trouve déjà indiquée dans des lircvets antérieurs, notamment ceux de Henry Pinkus [18i0) et du Lilley «t CoUon, de Pittsburg (1847).

L'Anglais Swear^ et le major piémontais Bessolo* prévoient, dans leurs brevets de 1855, la possibilité d'amener le courant par un conducteur isolé du sol, soutenu d'une manière analogue aux fils télégraphiques et qui pourrait être suspendu aux mêmes poteaux.

Enfin, eo 186i, le Français Cazaitait breveter un moteur électrique directement appliqué à l'essieu d'un véhicule.

Ces premiers essais ne pouvaient aboutir à aucun résultat pratique, faute d*une source d'électricité assez puissante. Industriellemenl, le moteur électrique ne peut subsister sans la dynamo, et

■ BrcTet tnglaii de 1855.

'Bnret frintui numéra SSlli, 19 juirier 1855, cl deui idditioi».

li. Toulcfois, les dynamos YcrilaMemcnt îodustricllcs ne sont

ani«&<]ue <|uel<]ues années pUis lard, avec Gramme et Siemens. afin lo [iriDcipe de la rcvorsiliiUlLi ilo» dynamos cl de la IranséluctriquG de l'énergie à dislance au moyen de deux

ihtaes semblables, déjà découvert et clairement exposé par leinoUi en I8(>7, fut démonln^ industriellement par M. II. Fon-

le & l'Exposition de Vienne, en ]873.

Dès lora commence, dans l'bistoire des moteurs électiiqucs et irlicu librement dans celle do la traction élcctri(]ue, une ère

iveUo, que Wcrner von Siemens avait pressentie d&s 1867. En 1879 se placent deux faits mémorables : d'abord les célèbres

4 LA TBACTION ELECTRIQUE

expériences do labourage électrique exécutées au village de Sermaizo par MM. Féiix et Chrétien et qui constituent le premier pas sérieux fait dans la voie de la transmission de l'énergie électrique à des moteurs en mouvement; ensuite la mise en service du premier chemin de fer électrique qui ait fonctionné d'une manière réellement pratique, celui de MM. Siemens et Halske à l'Exposition induslrielte de Berlin (fig. 4).

La petite locomotive qui servit à cette occasion' (Og. 2) prenait le courant sur un rail spécial N placé dans l'axe de la voie, à l'aide de balais en lil de cuivre. Elle portait une dynamo du type

Coup» loiijiitiidiDilfl.

- Locomo^TB «Sleclriqua Siemens et Hftiske.

Siemens ordinaire, dont l'arbre, placé longitudinolement, transmellaît son mouvement aux roues par une série d'engrenages /, /, V et X. Les rails de roulement servaient au retour du courant. Cette locomotive remorquait trois petits wagons contenant une vinglainc de personnes à la vitesse de 12 km. à l'heure.

Le succès de cette expérience stimulant le zèle des inventeurs, on voit à partir de ce moment les essais de traction électrique se multiplier dans tous les pays.

A Vienne, l'année d'après, Egger exposait un modèle de chemin de fer électrique dont le circuit était formé par les rails. A Paris, des études étaient poursuivies par MM. Ch. Bontemps et Marcel Deprez, dans le but de substituer aux tubes pneumatiques

Il le principe, au Iraniport des chirbons dans

ponr le trsDsport des dépêches de petites voies ferrées sur lesquelles auraient circulé des locomotives minuscules. Peu de temps après, Siemens, tout en étudiant le mfme problème, présentait à la municipalité de Berlin un projet de métropolitain aérien électrique, dans lequel it utilisait les rails comme conducteurs ; la transmission de la puissance de l'arbre du moteur à l'essieu s'effectuait par courroies.

Mais la première installation permanente et présentant un caractère vérilalilemen t commercial date du mois do mai 1881, époque à laquelle la maison Siemens et Ildske mit en service la

Fig. 3. — Voilure tloctriilue di! IJclilerfeldc,

ligne de Gross-Licliterfeldc, pri's Iterlin. Cette ligne, à voie de 1 m., avait 2,430 km. de longueur. La transmission du courant se faisait par les rails mi'mcs de ta voie, posés sur traverses à la manière ordinaire et reliés entre eux par des boucles en cuivre ; le niveau supérieur des rails se trouvait à 0,20 m. environ audessus de la surface de !a cliausséc, en sorte quo la voie ferrée, bien qu'établie sur route, n'était pas accessible aux véhicules ordinaires. La voiture automobile {(ig. 3) pouvait contenir 2C personnes ; ie moteur, placé sous la caisse, actionnait les deu-\ essieux en même temps par l'intermédiaire de cf\blcs sans fin en acier. La vitesse normale n'était que de 20 km. à l'Iieure ; mais la voiture a pu faire jusqu'à iO km. en palier, avec son chargement complet de voyageurs (soit un poids total de i 800 kg.) ; dans ces

conditions, la machine, du poids de oOO kg., développait un travail de 5,S chev. La force éleclromotrice variait de 90 à 100 volts. Celte ligne est toujours en service, mais en 1893 on a renoncé à la distribution par les rails pour adopter des conducteurs aériens.

La figure 4 indique la disposition primitivement projetée par MM. Siemens et Halske pour les cas où les rails n'auraient pu, comme à Lichterfelde, servir de conducteurs pour l'aller et le retour du courant. Cette disposition consistait en un chariot roulant sur des conducteurs aériens soutenus de place en place par des poteaux.

Deux mois après la mise en sen'ice de la ligne de Lichterfelde,

Hg. i. — Premier mode de dislriliDlion tèrienne projeté par MM. Siemens et Halske.

les m(tm«s constructeurs installaient à Paris, à l'ExpositioD internationale d'électricité , un petit tramway électrique do 500 m. environ de longueur, qui constitue la première applicatioa de ta distribution aérienne.

Les conducteurs (fîg. S], au nombre de deux, l'un pour l'aller, l'autre pour le retour du courant, consistaient en tubes de laiton t fendus longitudinalement à leur partie inférieure ; deux chariots

de contact, comportant chacun une navette N glissant & Tintérieur datobe et un galet R pressé contre lui par des ressorts S,S\ étaient remorqués par la voiture à Taide de conducteurs flexibles F,F. Le Yéhicnle employé, différent de celui de Lichterfelde, était une Toitore de 50 places k impériale, pesant 5 500 kg. à vide ; le moteur était placé entre les roues, auxquelles il transmettait le mouvement à Taide d*une chaîne de Galle.

La maison Siemens construisait en même temps près de Méran (Tyrol) un chemin de fer d*essai destiné à préparer la solution du

^g. 6. - ElcTation et plan de la Toiture d'essai à accumulateurs de M. Raflard.

problème de la traction des trains par Télectricité dans le tunnel du Saint-Gothard.

La découverte qui venait d'être faite des accumulateurs, c*est-àdire d'un mode de transmission indirect de Ténergie électrique, supprimant la nécessité d'un circuit continu, ne pouvait manquer d'être utilisée pour la traction.

Aussi voit-on, dès 1880, une locomotive à accumulateurs fonctionner à Tusine de blanchiment de M. Duchesne-Fournet, àBreuilen-Auge (Calvados). En mai 1881, une voiture électrique équipée par M. Raffard avec 225 accumulateurs Faure est essayée sur

la ligne de tramway de Vincennes '. C'éUit une voiture ordiuaire à 50 places de ta Compagnie générale des Omnibus, à l'arrière de laquelle on avait installé une dynamo (fig. 6) ; un arbre intermédiaire, commandé par courroie, transmettait le mouvement aux deux roues motrices par l'intermédiaire de pignons et

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de cbaines de Galle. L'avant-train restait mobile autourde sa cheville ouvrière; seulement, il était dirigé au moyen d'une crémait- 1ère engrenant avec un pignon que manœuvrait le cocher. Les accumulateurs, petits éléments cylindriques de 8 kg., placés i par 4 dans des boites munies de poignées, étaient logés sous les banquettes. La batterie débitait 40 ampères sous 120 volts; la dynamo, tournant à 1 200 tours, donnait au frein 365 kgm. par seconde. ■ Voir le Génie Civil dn l< norcmbre tSU.

A partir de ce moment, la traction par accumulateurs se développe parallèlement à la traction par transmission directe, mais les applications de la première restent relativement beaucoup plus restreintes que celles de la seconde, qui réalise à elle seule tous les progrès de la traction électrique : chaque amélioration apportée aox méthodes de transmission de Ténergie électrique se traduit par un perfectionnement corrélatif du nouveau mode de traction.

Vers le milieu de 1883, enhardi par le succès de sa voiture à accumulateurs, M. RafTard imagina une locomotive électrique à grande vitesse, conception prématurée, presque irréalisable alors, mais qui devait bientôt cesser de VHre. Dans ce projet, représenté par la figure 7, il y a plusieurs essieux moteurs, dont les roues ont des diamètres différents, ce qui permet, selon les difGcuItés du parcours, de mettre en circuit celle des dynamos doDtrallure correspond au maximum de rendement. L*induit de chacune de ces dynamos, ainsi que le collecteur, sont calés sur un tube d acier tournant dans des paliers solidaires du chùssis de la locomotive. Les essieux moteurs passent dans ces tubes et sont actionnes directement par un accouplement élastique. Les ressorts qui supportent le châssis sont réglés de manière que Taxe des tubes coïncide avec la position moyenne des essieux; le jeu annulaire entre les tubes elles essieux est alors suflisant pour permettre les déplacements verticaux que ces essieux prennent par suite des

imperfections de la voie ferrée *.

Au chemin de fer de Lichterfelde vinrent successivement s'ajouter un certain nombre d'autres lignes électriques. Celle de Porlnjsh, en Irlande, construite par la niaison Siemens, de Londres, a été terminée à la fin de 1883. Cette ligne, de 40 km. de lonc^eur, est à force motrice hydraulique ; un conducteur latéral placé au niveau de la voie ferrée sert à Tarrivéo du courant, dont le retour s'effectue par les rails; la transmission sur les voitures se fait par chaîne de Vaucanson. Sur la ligne de Hrighton,

installée également en 4 883 par M. Mafjmis Volk, le circuit est

' Le brcTet français de cette iiirention porto le numéro l.*>7 KU> et la date du 10 sepl*Dibrell<83; le brevet ainoricain, iiuincro i>'J7 12<î, ap|»;irli«'nt A l;i Gnural Klectric Co. 9^ en a fait notamment l'ajiplication dan» sa locomotive électrique de Baltimore.

10 LA TBACTION ELECTRIQUE

formé par les rails de roulement et la puissance motrice fournie par un moteur à gaz; la force électromotrice est de 160 Yolta ; la transmission s'effectue au moyea de courroies et d'un arbre de renvoi.

Durant cette même année, la maison Siemens et Ilalske, de

Pig. 8. — Chemin de fer ilictrique de Môdlîng. — Frolteur.

Berlin, mettait en service la ligne de Mûdling, près Vienne. En 1884, elle ouvrait au public la ligne Frankfurt a. H.-OfTenbacb. Ces deux lignes sont h conducteurs aériens de même type et présentent un isolement assez bon pour qu'on ait pu employer un potentiel de KOO volts. Les conducteurs sont des tubes métalliques fendus.