CHAPITRE II
Traction par l'air comprimé.
§ 55. — Ce système rentre dans le même ordre d'idées que te précédent, la seule différence provenant de ce que l'agent de transformation et d'accumulation de l'énergie est l'air comprimé au lieu d'être l'électricité. Le principe est absolument le même.
Les premiers essais d'application de l'air comprimé à la traction mécanique sont dus à M. Àndraud. Ils ne donnèrent pas de résultats pratiques par suite des difficultés que donnait le refroidissement intense de l'air pendant sa détente, difficultés qui ne purent être surmontées par cet inventeur.
M. Mékarsky eut une plus saine appréciation du rôle qu'on devait faire jouer à l'air comprimé; il se rendit compte que l'air comprimé ne- devait être considéré que comme un agent de transformation de chaleur en travail et que la chaleur nécessaire à la production du travail sur les pistons devait être empruntée non pas à la faible chaleur interne de cet agent de transformation, mais à unesourced'énergie étrangère. En d'autres termes il fallait chauffer l'air avant de le détendre et l'un des moyens les plus simples pour atteindre ce but est celui qu'il adopta en incorporant à l'air destiné à travailler dans les cylindres une certaine proportion de vapeur d'eau dont la condensation au fur et à mesure de la production du travail extérieur fournit l'énergie nécessaire à la production de ce travail. Tel est, en principe, le s^'stème bien connu sous lequel l'emploi de l'air comprimé s'est répandu, et dont il a été assez souvent question dans cette enceinte pour que nous n'ayons pas à nous y étendre beaucoup. Nous nous contenterons de rappeler ce qui concerne son application â la traction mécanique des tramways.
§ 56. — Dans ce système les voitures â voyageurs peuvent être soit automobiles soit remorquées par une locomotive spéciale,
DiqiTIzedhyGOOt^le
suivant les cas, les distasces à parcouri Dans les deux cas elles fonctionnent s sionnement d'air comprimé emprunté p à un établissemeiit fixe et emmagasiné tôle d'acier.
Dans les automobiles, ces réservoirs i truck métallique, sur lequel repose la voyageurs.
Dans les locomotives, ils occupent la vapeur dont ils tiennent lieu.
En dehors de cet approvisionnement d' emporte une certaine quantité d'eau cl nommé bouillotte, rempli aux trois quarl sur le parcours que doit suivre l'air d aux cylindres moteurs.
Cette bouillotte caractérise le système 1 des modifications que cet inventeur a fait comprimé.
L'air arrivant à la partie inférieure de colonne liquide en s'écbauffant et se s:
puis traverse un détendeur qui amène i lange fluide à la pression qu'il doit avo cylindres. Le mécanicien peut facilemei chaque instant suivant l'effort de tracti donne à ce système une souplesse et un»
beaucoup à celles du précédent système franchir aisément de fortes rampes ou charges.
Pour conserver jusqu'à la fin du trajet sance, les réservoirs d'air sont divisés deux batteries distinctes ayant chacune dante; l'une pour la marche ordinaire; pour les coups de collier à donner vers disposition a été partout adoptée malgr qui en résulte.
Lorsqu'une locomotive ou une autom( vision d'air comprimé et de vapeur, elles fixe pour la renouveler avant d'effectuer
§ 51. — Celte usine fixe comporte essentiellemeDl :
1" Utt ensemble de géoéraleurs et de moteurs à vapeur pour la production de l'énergie.
2° Un nombre correspondant de compresseurs d'air à haute pression.
3" Une batterie de réservoirs en tôle d'acier où s'emmagasine l'air refoulé par les compresseurs.
4" Toute une tuyauterie spéciale pour la charge d'air comprimé et de vapeur dans les locomotives et automobiles.
Les moteurs à vapeur peuvent, bien entendu, être remplacés par des turbines hydrauliques.
La production de la force motrice ne présente aucune particularité saillante et se fait dans des conditions analogues à celles des autres stations centrales. On doit naturellement tout disposer pour la produire dans les meilleures conditions économiques possibles ou compatibles avec les données de l'installation.
Les compresseurs effectuent la compression de l'air en général en deux reprises par suite de pressions élevées de refoulement qui ont varié de 30 à 50 atm dans les installations déjà existantes et ont été encore sensiblement augmentées dans les installations récentes.
Chaque compresseur est muni d'une injection d'eau pulvérisée qui a pour effet de réduire considérablement la température de l'air comprime à sa sortie du cylindre. Le deuxième cylindre est en outre muni d'une enveloppe à circulation d'eau . Entre les deux compressions, l'air est envoyé dans un réservoir intermédiaire où il achève de se refroidir, et après la deuxième compression, dans un réservoir sécheur où il se débarrasse de l'excès d'humidité entminée. Il est ensuite emmagasiné dans une batterie de réservoirs en tôle d'acier, nommés accumulateurs. En effet, ces réservoirs jouent un rôle analogue à celui des gazomètres des usines à gaz et des accumulateurs desinstallations hydrauliques; ils servent de volant entre la production continue de l'air comprimé et son utilisation discontinue. Ija pression maximum y est réglée au moyen d'appareils de sûreté.
Pour renouveler la provision d'un moteur salle de chargement où ses réservoirs sont mi par une tuyauterie convenablement disposé!
leurs dont ils reçoivent la plus grande partie d'air coDiprimé. Le complément est fourni compresseurs d'air que l'on met en communie:
ration avec les réservoirs de la voiture oi Aussitôt que la pression est arrivée dans ces Qxée, un appareil automatique coupe la com réservoirs de voitures et l'établit avec la batti où l'air débité par les compresseurs continue
Pendant que s'effectue le chargement des i primé, la bouillotte à eau chaude est mise en les générateurs de vapeur qui ramènent sa tei sion au taux nécessaire pour le service.
Le prix de ce matériel fixe : chaudières, mo réservoirs, tuyauteries et appareils divers c< très importante du coût total d'installation de
Matériel roulant
§ 58. — Les automobiles ont plus particulier dans les différentes installations de traction Nous ne parlerons donc que de celles-là. E nous dirons sur leur mode de fonctionnemf près intégralement à celui des locomotives.
Ainsi que nous l'avons dit, le châssis porte voiture les réservoirs en nombre variable où : primé. Ces réservoirs ont de 0,500 m a 0,600 pression admise varie de 30 à 50 atm (30 al:
à 50 aux tramways Nogentais).
La bouillotte est disposée verticalement à du truck; elle estsumiontée du régulateur d deur qui sert au mécanicien à régler à volon lange d'air et de vapeur admis dans les cylin^ est maintenue autant que possible flxeetc'es lateur de pression que le mécanicien fait varii suivant la résistance du profil et les charges manomètres lui indiquent constamment la pi des deux batteries de réservoirs et dans labc
pareils de commande des freins, le régulateur de ïvier de changement de marche.
oblème peu facile à résoudre que d'arriver à conn espace disponible aussi étroit, les appareils moreils de suspension du châssis, les organes de réurité, les réservoirs d'air comprimé, d'eau chaude lyauterie et les accessoires nécessaires, et de faire une voiture' automobile apte à circuler sur une genre des voies de tramway, a été résolu, mais au prix de quelques petits iaconables.avec l'emploi des automobiles. Les appareils groupés et resserrés sont d'une surveillance et d'un su difficiles ; d'autre part la voiture doit être assez avoir une capacité convenable et son empattement a nécessité d'accoupler les essieux et de les rapleur permettre de s'incrire aisément dans les résulte des porte-à-faux considérables, supportant ités des poids considérables : bouillotte, réservoirs res moteurs. Aussi la voiture doit-elle être très soituée .
présentent un grand moment d'inertie par rapport sversal il peut en résulter en service des mouveige prononcés qui sont de nature à éprouver la e n'est pas assez solidement établie.
lients n'existent pas dans les locomotives où les couéquilibre des poids peuvent être bien mieux salis-
AppHcations.
applications de l'air comprimé à la traction mécu- 4vays ont été faites à Nantes, aux environs de Paris
tuellement exploité à Nantes se compose de deux 3 6'144 m de longueur, desservant les quais de la e 2250 m traversant plusieurs bras de la Loire et Durgs de la ville gauche au centre de la ville, sima est de 45 mm par mètre, mais la plus grande X est de niveau.
roulant comprend 22 petites automobiles sansimces et 4 voitures à impériale de 46 places pouvant
être au besoin remorquées par les p fait avec seize voitures les jours de s Depuis leur inauguration en 1879, et d'une manière très satisfaisante el a quable.
§ 60. — Le réseau dit des « Chemins d deuxième application du système de ti suburbain se compose de la ligne dt par Nogent, longue de 9 600 m et d'un à Bry-sur-Maxne. Le profil de ces lign tout à la traversée de Nogent oîi les i mètre, avec des courbes et des contM faible rayon. La voie est très bien éta!
saillants sur accotement de route et versée des villages en rails à ornière usines de charge, l'une au dépôt de tête de ligne de Vincennes.
Les automobiles ont été employées queurs, ce qui a élé peut-être un tort; et 14 ( avec leur chargement complel quelques voilures à voyageurs qui so jours de grande afiluence.
Le fonctionnement de cette ligne n'î depuis son ouverture.
§ 61. — L'installation de Berue d'environ 3 000 m de longueur à voie rampes atteignant jusqu'à 52 mm par est empruntée à une chute d'eau.
Les automobiles de trente places, ti ne pèsent pas plus de 7 i à vide; ellef et peuvent au besoin remorquer de sans impériale à 25 places.
§ 62. — Des applications beaucou comprimé à la traction mécanique di chainement inaugurées à Paris.
Le succès de l'installation de Nante nérale des Omnibus de Paris à substiti l'air comprimé à la traction animale, s
1" Du Louvre à Saint-Cloud. Longueur 10 135 m ;
2* Du Louvre à Sèvres et à Versailles. Longueur 19000 m;
3" Du cours de Vincennes à Saint-Augustin. Longueur 9140 m.
Les deux premières lignes seront avec beaucoup de raison exploitées au moyen de trains remoj-quéa par locomotives; la troisième qui traverse les régions populeuses de Paris sera exploitée par automobiles.
Il y aura en tout trois usines de charge: une grande à Boulognesur-Seine, et deux autres de moindre importance rue de Lagny et à la Villette.
Nous ne reviendrons pas sur la description de ces installations dont la Société a déjà été entretenue et dont l'auteur se réserve de communiquer en leur temps les résultats d'essai. Nous nous contenterons de faire ressortir les deux nouveautés intéressantes qu'elle présente et qui ne manquent pas d'une certaine hardiesse ;
1° L'emploi de canalisations d'air comprimé à haute pression pour le rechargement à grande distance des locomotives : canalisation de 2.100 m entre le dépôt de Boulogne et la porte du Pointdu-Jour; canalisation de 4 200 m entre le même dépôt de Boulogne et celui de Sèvres sur la route de Versailles.
Ces conduites de 60mmde diamètre sont faites en tuyaux soudés à recouvrement avec joints au plomb.
2" L'adoption de très hautes pressions de chargement qui ont été prévues de 80 atm, afin de permettre de franchir de plus longs parcours entre deux charges.
Ces énormes pressions abordées pour la première foisont nécessité des dispositions spéciales pour assurer la résistance et l'étanchéité des organes, sans accroître outre mesure le poids mort.
Les réservoirs des voitures sont en tôles d'acier embouties, sans autre rivure que celle d'un des fonds; le joint correspondante cette rivure unique a été tourné pour avoir un contact parfait et les rivets ont été fraisés pour donner une étanchéilé complète à la rivure.
L'épaisseur de ces tôles d'acier est de 13,S mm seulement, pour un diamètre intérieur d'environ 0,S00 m. Ces tôles travailleront donc à plus de 14 kg par millimètre carré. Elles sont faites avec un métal d'une qualité exceptionnelle ayant donné aux essais : 55 kg de résistance par millimètre carré à la rupture, 28 kg de limite d'élasticité et 22 0/0 d'allongement.
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I^es accumulateurs des usines fl:< ils n'ont pas de rivure longitudinale; virole sont soudées à recouvremen
Le métal des bouillottes est plus rupture et 30 0/0 d'allongement ; î elle proportibûnellement plus forte
Ces dispositions rempliront-elles la résistance avec une étanchéité pressions? C'est ce que l'expérient montrera prochainement.
Les voitures automobiles à 30 pla dont 8S00 pour le truck et tout !
d'air d'une capacité de 2 400 / à 80 o kg grâce à l'excellence du métal en
Le prix du truck avec tout le méi 20 000/-.
{5 63. — Les appareils de compre!
les derniers perfectionnements pen; d'effet utile avec la moindre dépen
Les machines à vapeur, compoi des compresseurs à triple compressii comportent quatre cylindres : les i aspirent l'air extérieur et le refou le compriment successivement jusq
Les soupapes d'aspiration et de re chaque compresseur est muni d'u opérant le refroidissement de l'air ci des cylindres.
La consommation de vapeur des m à 1 kg par cheval indiqué, ce qui production d'uu kilogramme d'aJrpa
Rendement du
§ 64. — L'euiploi de l'air compH sion de la puissance motrice entraii surtout à de telles pressions. Celte souvent débattue et a été l'objet de d'exagérations dans un sens et dai
utile de chercher à l'établir au moyen de calculs qui comportent uue précision aussi grande qu'il est utile dans un pareil sujet et qui sont d'ailleurs appuyés sur des résultats d'expérience.
Afin d'apprécier avec exactitude l'ensemble des faits, il faut évidemment se rendre compte ;
1" Du travail absorbé par la compression d'un kilogramme d'air;
2° Du travail restitué par la détente dans les cylindres moteurs de ce même kilogramme d'air comprimé.
Travail de compression d'un kilogramme d'air.
Dmpression se fait en plusieurs reprises successives ements intermédiaires; on peut supposer la comitique dans chaque cylindre et l'air ramené à la lure initiale à chaque admission, sur Louttrois compressions successives le d iagramme btenu se rapprochera beaucoup de la courbe iso-
le par T,, T^jTj, etc. les températures d'entrée de
j, Sj les valeurs des compressions dans chaque
ivail théorique total sera donné par l'expression ;
, . , . . ^ A rapport de compression finale.
13 de fonctionnement sont les meilleures quand tressions successives ont la même valeur, les ternîtes étant les mêmes. Alors :
r m \ ^A * — \) dans le cas de la double compression.
r (a"*" — i ) dans le cas de la triple compression.
lit le calcul en supposant successivement A = 30, ons obtenu les résultats suivants pour T — il°
. (A -30 6c ^37 300ftom.
"^^^^"*°iA--50s,:=44 400 ession A ^ 80 ©, ^ 46 100 — saut de comparer ces chiffres avec ceux que donpothèses de la compression entièrement adiabatîmenl isothermique.
VALECRS DE a
