X 0,iO

L'économie réalisée par l'emploi du trolley, sur une partie m L * parcours, est donc :

E = (P+/.)2rL [^ - (m + ^)] =(P +p)2rL (-l-«|i

et le rapport entre l'économie obtenue par le système mixte et travail qui eût été dépensé par le système à accumulateurs sei

sera :

Évidemment l'économie sera nulle lorsque w = 1 , puisque m = et que toute la traction se fera par accumulateurs.

Elle sera au contraire maximum, lorsquem = l et n =0, c'est dire lorsque toute la traction se fera par trolleys. Dans ce cas ne aurons donc -^^ = 0,51; ce qui indique que, théoriquement,

dépense d'énergie du système de traction par trolleys est 0,49 celle nécessaire pour la traction par accumulateurs.

L'économie variera donc entre ces deux limites, et si la lig

TRACTION ELECîniQUE PAR ACCUM L'LATEUItS 113

rs\ Jîvist-c fil Jeux pHriii's i'-^thIis l-I i[u»> m ^ n ^ 0,î)0, ou aiin :

-:^ =: 1.00 — (),i9 X O.Sfl — 0,gi( =0,-26

(> sysli-me niixlc aurait \m iHn- a])[)li.|ui' sur lii li^,-^!!!' liv la HatlcIciRn ^ Saiul-Deuis, on rai»anl la tracliiui par accuitiuluti-urs ilirns l'iiitérieur de Paris, cl par Irolleys fii liciiors. C(-'!a aurait [HTiiiis ilediminuer le poids des batteries, d'autant plus ijui' la récujHiruljou était possible pour la partie de la lig'ne située dans l'iiitériwir <li> Paris, ((ui a un prolil accidenté. Le recliargement <ie la laltcrii" aurait, ni^me peut-Otre pu se faire par le lit du trolley pendiml le parcours aller et retour, en deliorsde Paris, en évitant ainsi II' r.baagemeDl de batterie et en régularisant le fonctionnement de lïilriiaino génératrice insUdlée îi l'usine de Saint-Denis, par la uppreasion des variations brusques d<- diar^e.

I>sy8t!;me aurait eu, il est vrai, rineoiivénîeiit résultant del'em- |iloiil'une dynamo sur la voiture avec eiiroulenicut des inducteurs rnili'irivation, nécessité parla récupération, disposition moins avan- Isgeuse tjuc l'enroulement en série, poui- le fiinctionnenienl par iroiln's.

Eu rnsumé, ce système de traction nii.\le mérite tiiule i'atteutiiHii'tesl. croyons-nous, appelé à un eerlairi avenir.

Description du matériel. — Nous avons dit. au déluit, que la Compagnie de» Tramways de Paris et du départi'iuent de la ïjeine ivail fait une applicalion du systi-me de traction par accuniu- Wurs sur la ligne de Saint-Denis à l'Opéra ; nous allons donc fetiR- celle installation, faîte en 1893, et nous décrirons ensuite 1m modifications apportées à cette installation primitive, qui

)nl .i<:tuellenient en cours il'exécution.

Inslallalion de 1893. — Les lijrncs eu e\pl(iilalio[i sont au nombre de trois; l''Madeleine-Sainl-Deni3; 2" Opéra-Saint-Denis; î" Sïiut-Denis-N'euilly.

U longueur des deux premières est d'environ 9 250 m. chacune,

dont la moitié à peu près à Tintérieur de Paris ; les rampes atteignent une inclinaison de 38 mm. par mètre à certains endroits, notamment dans la rue de Maubeuge, dans la rue de Rome et dans l'avenue de Saint-Ouen.

La longueur de la troisième ligne, celle de Saint-Denis à Neuilly, est de 6 km. environ ; elle est tout entière en dehors de Paris; les rampes y sont faibles et de peu de longueur.

Quant aux rayons des courbes, ils descendent jusqu'à 20 m. en certains endroits.

La voie en dehors de Paris est en rails saillants, type Vignole, posés en accotement; dans l'intérieur de Paris la voie est à ornière, du type Broca.

La résistance moyenne à la traction, pour toute la ligne, peut être admise de 12 kg. par tonne remorquée; elle serait môme inférieure à ce chiffre, d'après des expériences récentes de M. Sarcla.

Les vitesses de marche maxim'a sont de 12 km. à l'heure dans Paris et de 16 km. à l'heure à l'extérieur.

Les voitures sont à impériale couverte et contiennent 24 places d'impériale, 20 places à l'intérieur et 6 places de plate-forme, plus le conducteur et le wattman, soit 52 personnes. Quatre lampes à incandescence, alimentées par les accumulateurs, servent à l'éclairage. Le poids de ces voitures peut se décomposer ainsi :

Voiture à vide 7 500 kg.

Ballerie d'accumulateurs 3 000 —

Voyageurs 3 500 —

Total 14 000 kg.

La caisse de la voiture est reliée, au moyen de chevilles ouvrières, a deux trucks k un essieu, du type Averly, sur lesquels elle repose au moyen de galets. Un système d'articulation à ressort relie ces deux trucks et permet la convergence des essieux dans les courbes.

Une dynamo à double réduction de vitesse (double harnais) actionne chacun des essieux. Cette dynamo est bipolaire du type Manchester ; l'induit est du système Gramme et l'excitation eslfail^ en série. Les balais sont en charbon, sans angle de calage. A 1* vitesse de rotation de 1 330 tours par minute de l'induit, qui ^^^ la vitesse normale, avec tous les accumulateurs en tension produv

TIIACTIUN ELECTHIgLE PAR ACCUMULATEURS 17S

200 viills fl un ili-iy'ii rnoyin dv 2..'i iiinji. par kilogramme de ||li]ui>. sciit un itéliit lut^l >tc 2,;* X 22 (|J<iiiU «l'un él>Mnriil) = |iamp., 1(1 puissjiiifc produite par It's ilviiarnos esL de — ^-^ — H,H dicv. Le rapport des vitesses angulaires du moteur et de fwsii'u est de 12 à 1. Les engrenages réducleurs sont elievronnés Elbai^ucnt dans l'Iiuiie pour éviter le liniil. Ln Inut est enfermé lin» iiiteraîsse mét.illii|ue, dans le liul il<- mellrt' I a|)]i.ireil inriLeur U'abri de tu poussière i-l de la houe.

Les Hcriimu la leurs sont placés sous les banquettes île lu voilure. Ululaient primitivement du type Laurent-tîéiy ù pastilles, mais, Itputs la première installation, dilTérents types ont été essayés, et avons inilii{ué, dans le eliapitre précédent, les diiïérentesmodikalioiisi|uî ont été suceessivemenl apportées, La batterie se com- ■ili- (08 êlénienls de H placjuesehacun, coiileiiua ilansdea bacs buiiile. Les plaijues ont une largeur de 0,201) m. el une liaunrtle 0.200 m.

Cvs 1U8 éléments sont groupés dans 12 caisses i-nutenant elia- Due 9 éléments ; tî caisses sont placées sous une des bani[uellc8 de voilure; le» six autres «ous l'autre. Les 9 éléments qui eomlnile]iai|iie raiase sont groupés en tension, et les pôles de ces lleries élémenlairi's ainsi formées vieiment abiiuLir h une bande fc euixTe fixée sur l'une des parois latérales de la voilure.

monte à ressort dans la voilure des laines de laiton qui, par nolruilurtion des caisses entre ces lames, établissent uutomatique- 'ncnt la liaison électrique de tous les éléments de la batterie. Ce irMèmv de liaison oat très simple en principe ; mais il entraine un ^id uonibri' de connexions (jui demandent beaucoup d'entretien. Le poids df< chaque élément est lie 22 kg. et sa capacité est en 'Wyonnede 13 amptres-heure, avec un débit moyen de 2 à2,aam- *rfâ par kilugruiuine, Suus une force éleclroniotrice de 200 volts, i!* batteries peuvent fournir momentanément un débit île HO ambres, soit t ampfcres par kilogramme, et vont mi*me jusqu'à 20 aiuptres, soit 6 ampères par kilogramme. Comme nous l'avons lonlré précédi'inment, ces batteries peuvent, avant recbargement, *"*t un débit moyen de 2 ampères, avoir une durée de 5 1/2 b, et uffirr h un parcours de 37 km. Elles sont donc suffisantes pour xuiiir six courses sans rechargement.

(Vcs\ ainsi <|ir<>n opérait jusqirk ces derniers temps ; niaisadid- Icnient <'liaque voitnre a sa batterie ciiangée après un voyagiealr et retour, e'est-à-dire îiprès un parcours crenviron 18,5kni.,aoliii (le 37. La l)atl(»rie m» se trouve donc épuisée qu'au tiers enrim, et son reehar(>:(*nient n'exige que 2 iieures au plus, au liesè o lieures lors(|u'idle est complètement épuisée. Cette nomiA lisposition augmenU' évidemment les manœuvres de inanul^itiM 't la niain-d\euvre, mais les plaques sont moins fatigu(*es.

La batterie est cbargée avec tous ses éléments en tension. P^ dant cett<' ebarge, elle est placée sur des bancs formés <Ie madna ^oudroimés, supportés par des piliers en briques avec isolatm en verre. Les bancs sont munis de contacts à ressort comme pitf b»s voitures.

CIuu(ue banc de cbarp^e est relié au tableau de distribution daeii' rant par un circuit sur lequel sont installés h^s diflenMils appirab nécessaires pour constater Tintensité de ce courant, saforwfbj' tromolrice l't sa direction.

La disposition du dépôt n'a pas permis de placer cesbancsè cbargement le long des voies sur lesquelles pénètrent lesvoilW (jui vieiment cliarg(»r leurs batteries. On est donc obligé d'ameitf ces batteries, des bancs de cbargement aux voilures, aunwyd de wagonnets roulant sur des voies Decauville, munies depiaq* tournantes H reliant les bancs avec les voies de garage.

Les wagonnets ont une plate-forme mobile sur laquelle repflt la caisse tles accunuilateurs, et qui peut, à l'aide d'une vis, «ti» élevée ou abaissée», afin de l'amener exactement au niveau deh place (jue celle caisse doit occuper dans la voiture.

Ce syslèrnr de <'liargement est long et coûteux ; il faut envirûi () bonnnes et de î> à (î minutes pour cliargiT une voiture. Nousint ({uerons plus loin lt»s modifications qui viennent d'être faitesp* la Compagnies pour éviter celte manutention.

F^es ellorls et les vitesses étant variables suivant le profiUf 1* ligne, nous allons indi(|uer connncMit on obtient ces variations.

Nous (lirons tout d'abord (jue les deux moteurs de la voiture soai montés en série ; ils peuvent être montés en quantité, inaisrt n'est (ju'exceplionnellenîenl, «lans le but d'obtenir une Irèsgraflif

TRACTION ELECTRIUl'E PAR ACCUMULATEURS l"

litessp. Un comimiljiU'ur spt-cîal permet du faire oe clmn^emunt.

HappL-loiis aussi que le changement de marche de l'avanl k i'arriirp, ou réciproqueinent, 8*oi)UenL t'ii inversant le sons du courant i les imlucleurs du moteur ; im eonnniitati^ur spécial permet lt^ni(>nt de faire ce changement.

Quatitaux variations de vitesse, on les obtient iin moyen d'un Imisirme commutateur et du couplage de la batterie.

Nous avons dit. que la batterie se coiriposaîl de 12 caisses conteau)l chacune 9 éléments et que ces éléments, groupés en tension, donnaient une force électroraolrice de 9 X 1,85 = 16,65 volts, Qn a réuni ensemble trois de ces caisses, en les groupant en ten-

Hi avec une force électromolrice de 16,IÎ5 X 3 = 50 volts. Les

lue caiiises qui forment lu batterie entière constituent donc ^uulri" sous-batteries, ayant chacune une force électroniotricc di! SOvolls, qui peuvent (^Irc groupées ensemble, de manière à proiairts une force éleclromotrice croissante et, par conséquent, une variation de vitesse. Ces combinaisons sont les suivantes ;

l" Les quatre sous-batteries sont en quantité avec une force flwtromiitricc de 50 volts ; c'est le cas du démarrage ;

ÏDcux groupes do deux sous-batteries en tension sont mis en ipiïiitité ; la force électromolrice sera de 100 volts ; la vitesse aura doublé:

3" Les quatre sous-balli»ries sont mises en tension donnant une fcfce électromotrice de 200 voUs; la vitesse aura encore tloublé;

i' Enfin, si on veut augmentiT exceptionnellement la vitesse, «pourra mettre les deux moteurs en quantité, ce qui doublera la 1- électro motrice à leurs bornes.

U charge des batlfïries se fait, au dépôt de Sainl-Uenis, comme B l'avons indiqué. Le courant est fourni par des dynamos Desvsàns actionnées par des machines horizontales Corliss; k la '»ilpwip de 600 tours, cliaque dynamo produit 230 ampères sous î'* volts, et la puissance de la machine Corliss qui les actionne est ie 123 chevaux.

U charge se fuit à potentiel constant, mais en deux parties,

totiuneuous l'avons dit, afin d'éviter un trop grand débit au coni-

ntnwnicnt. Quaud la première partie de la charge est terminée,

ieà la dynamo décharge uoe deuxième machine montée

vu li'iisioii avor «'llr rt (|ui porle lo nom Jr survo/teur. uiK* aii^zincntatioii l)rus((iio du voltaj^o <Ic charge, a montre Ir «rrapliiquo, li{^un» 50.

Aprl's é|uiis('mrnt rom|)I(M. la <luri*o de charg'o ilrs La de cinq li<4irrs, mais, par suitf^ «lu ciuinp^rnuMit des batt< rliaqut' voyafjr*' aller vi retour, une durée de charge de d environ est maintenant suiïisanle pour rem|)lacer l'éiiei sée dans le parcours.

Va\ examinant celte* inslailation de 1893, il y a plusie qu(*s à faire :

i" l*ar suite de la disposition de l'usine et de ceUe de en 12 eaisses séparées, le chargement et le deohargeiii batteries dans les voitures exigent une manutention coùteust»;

2' Les |>la(|ues positives, (jui éUiient du type Laurent-( tilles, ne pouvaient ellecluer (|u'un parcours de 14 000 kl

IV' Le poids des accunudaleurs représente 22 p. 10( total de la voiture : c*est un poids supplémentaire k rem grève dans une assez grantle proportion l(*s frais de Irac

V Les moteurs des voitures sont à double harnais^ traîne une perte dr iorc«' assez grande et diminue le rend jantes qui esl au plus de (iO p. 100, à pleine, charge, tan moteurs à sinqde harnais, sendilables à ceux eniployt traction par trolley, rendent 75 p. 100.

(les différentes considératienis ont conduit la Compa: dier plusieurs modiiications, ayant pour but d'améliorer I nement. tout en diminuant h*s frais de traction. Ce so diiications. introduites dans h*s nouvtdles voitures qii crètre mises en circulation, (jue nous allons décrire.

Avant de eonnneneer cette ih'scription, il nous parait de calculer h' remlenienl total de Tinstallation, c'est-à-<l port entre \r travail indicpié dans les cylindres des i vajieur dr l'usine et celui utilisé à la jante des roues des Ce rendement total se eonq>ose :

l" Du remlenienl des machines à vapeur, des transr des ilvnamos génératrices île charge. Ce rendement peut « à 0,05, d'après les dilférenti'S exiiériences qui ont été fa

PAR ACCLML'I.ATEUnS T!»

■urs en l'-iirrj^it', suit 0,70;

, comme nous

voilurt

TRACTION ELECTRIUII

t Du rendpmonl des accumul

î' Du reodoiiient des moloui

rnvonsvu, esl égal àO.tiO.

Li- reudcmoiil lol.il seni donc :

HomeUe installation — Sauf (|utdi|iies détails, la caisse des nouvelles voilures est la môme c|ue celle des anciennes ; le nombre ik places fst encore dv 30; seulement le truck Averly a été supprimé et remplacé par deux essieux fixes à écartemeni de 2,10 m. Celte Jeriiiî>r« modification a permis de diminuer, dans une notable proportion, le poids des voitures proprement dites.

Ce poids peut 80 décomposer comme il suit;

6 500 kp.

wil les 0,87 du poids des anciennes voilures.

La batterie d'accumulateurs, formée de 12 caisses, au lieu d'iMre, Cwnme primitivement, placée sous les ban(|uetles, est installée dans UMcaisseuniqucsuspenducàla voiture entre les deux essieux. Celle kllerie se compose de lOS éléments de i 1 plai|ues, ayant 0,30 m. detiauleur el 0,10 m. de largeur. Ces éléments sont tous en leuàon el leur groupement ne peut pas ôlre modifié pendant le par- Murs. La force éleclromolrice est donc de 108X1,8^^200 volts, tepoids d'un élément est d'environ 17,3 kg,, el la capacité totale, ,|iar kdogramme, de 13 amptres avec un débit moyen de 4 amptrea, Cuvant varier exceptionnellement jusqu'à un maximum île 13 aiiiptrea.

Celle batterie, dont le poids total est de 2 200 kg. environ el le

poids des plaques de 17,3 x 108 = 1 890 kg., emmagasine une «nergie utilisable de :

0,'X 13 >: n,5x 108 X 3 600X 1,83 = 114 545 340 walLs,

pouvant suffire & un parcours de ;

1UB45 340 ,^ , g.8x35S0UU — *^'" '"■

SI admcltanl les mêmes clutlres que précédemment.

Lf rfrliarg^'iueiit «'st fait après un voyage aller et retour, ceslà-din* après un parcours moyen île 18.50 km.; la batterie a dépensé moins «le la moitié fie son énergie. Ce poids de batterie n'é^sl qu(; les : ' ^ = 0.73 du poids de la première et vient en déduction du {loiils à remorquer. Le poids de la batterie nVst plus que les 0,18 du poids de la voiture, au lieu des 0,22.

Son nouvel emplacement sous le véhicule, entre les essieux, enlèv<* toute crainte de projection des acides dans la voilure et supprime également les mauvaises odeurs.

Les manoeuvres pour 1«* chang«*ment des batteries, longues el coût<*uses, comme nous Tavons dit, dans la première installation, sont ici très simplifiées. La voiture est amenée sur une voie de garage à fosse ; un chariot vide, composé d'une plate-forme basse montée sur des roues d<î petit diamèln» et mobile à Taide d'une vis el d'un volant, afin d(» l'amener au niveau convenable, est placé sous la voilure et reçoit la batterie épuisée; un second chariot identique, sur la plate-forme du((uel a été placée une batterie nouvellement chargé(», esl placé de l'autre côté de la voie de garage. On b fait avancer comme le premitT sous le véhicule (4 la nouvelle batterie vient prendre la place* de l'ancienne. Quant h la batterie déchargée, on la laisse sur son chariot près de la voie de garage et le rechargement s'opère au moyen de iils volants amenant le courant de charge du tabh'au de distribution.

Ce changemenl d«» balUTies ne demande que deux hommes et dure de deux à trois minutes, au lieu t\v six hommes et cinq à six minutes dans rinslallalion primitive ; les deux hommes pourraient ménicî ùlre le conducteur el le watlman.

Les connexions se font aulomatiquenient, au moyen de ressorts appuyant sur des bandes île cuivre fixes, et des taquets assurent la lixilé (le la caisse des accumulateurs.

(]es accuniulaleurs sont composés de plaques du type que nous avons décrit précédennuenl ; nous n'y reviendrons donc pas.

Les deux moteurs, courus par M. Johannet, qui actionnent les «'ssieux d(»s voilures sont plus puissants el plus robustes que ceux des pnMuières voilures. Ce sont «les dynamos à ijiduil Granmie. du type supérieur ; ils sonl inslallés horizontalement avec simple engrenaj^e réduisaul la vitesse dans le rapport de 4,85 à 1 (fig. 66'.

TRACTION ELECTRIOLE PAU ACCUMULATEUnS 181

iT vilossp ansulairf iioimalo est de TtOi) h liûd limrs |i;ir niinulc ; intluclcursotit «11'- caleult-s l'n t'oiis«''(|iii'nci'.

Au dt^bit moyen de 4 ampîTPS, qui; nous avons indiqua plus liant, soit 17,S X 4 =^ 70 ampî-res et à la pression de 200 volls, ces

s pi'uvfiit i.léveloppiT :

I 19 chev.

100 au ndique

! trou-

*ur rcndcnii'ot peut allcindre Vi p. 100, au lîi-ii de fiO p luiiiiuin, dans le type h doubtt> harnais. Coniniu I I figure 66, le moteur est suspendu à l'anii-nî de la c loypn de ressorts, et le rentre de gravité de l'enseniblo tnlàtrl>s peu de distance en arrii?re de l'essieu, il en résulte le le poids des moteurs, soit 2 t., repose presque en entier sur S essieux.

La ({Uestion de la suspension des moteurs est lies importante, et idéal serait un moteur eiitièreuient suspendu à la caisse et ne laisnt porter sur l'essieu que le poids le plus faible possible. C'est un il reconnu depuis longtemps par les coiislructi-urs, mais d'une £alisation difRcile.

Toute augmentation de poids sur l'essieu a pour conséquence te ftu^meutalion de résistance par tonne de voiture. Ce fait a étô tù en évideuce par île récentes expériences faites sur le tramway B Saint-Denis-Opéra. C'est sur les fusées de l'essieu, par l'interrfJiaire des ressorts, que doit ôtre reporté, autant que cela est pos- ÎI>'l', ]|- poids ib'S mnti-urs, cl non sur l'essieu lui-même.

Les deux moteurs sont montés en quantité et excités en dérivation ; la mise en quantité a été faite, dans le but de se servir de ceux-ci pour le freinage de la voiture et l'excitation en dérivation, en vue de la récupération de Ténergie pendant la descente des pentes, comme nous l'avons indiqué plus haut. Dans ce môme chapitre relatif à la récupération, nous avons montré le mode de fonctionnement du coupleur pour obtenir les démarrages, les variations de vitesse et les arrêts ; nous renvoyons donc nos lecteurs à ce chapitre, pour ces différentes questions.

Les modifications dont nous venons de parler ont amélioré deux choses : d'abord le rendement et ensuite les frais de traction ; examinons d'abord le rendement. Nous avons donné tout à l'heure le rendement de l'installation de 1893, qui était de 27 p. 100 ; dans la nouvelle installation le rendement :

1** Des moteurs des voitures, a été porté de 60 p. 100 à 75 p. 100;

2° Le rendement en énergie des accumulateurs est resté le même, soit 70 p. 100 ;

3^ Le rendement des machines à vapeur, des transmissions et de dynamos génératrices, qui est actuellement de 65 p. 100, est faibl et peut, par des modifications dans le matériel fixe, être porté 80 p. 100. Le rendement total sera donc de :

au lieu de 0,27.

Ce rendement est un maximum, car il suppose que les motea^K-s (les voitures travaillent à pleine charge; dans tous les cas, ilsex-a toujours très sensiblement supérieur au rendement primitif.

Quelle sera l'amélioration au point de vue des frais de traction ?

D'après les renseignements fournis par M. Sarcia, les frais de traction par kilomètre-voiture, avec l'installation primitive, se décomposent ainsi qu'il suit :

Entrelien et manutention des main-d'œuvre. 0,06 fr.

accumulateurs 0,16 fr. j ^nt^etien . . . 0,iO-

Force motrice 0,18 —

Entretien des Irucks et des moteurs 0,05 —

Waltnian 0,08 —

Total 0,47 fr.

Par suite des diflerenles améliorations qui viennent d'ùtre apportées, on estime que le prix de traction par kilomètre-voiture sera 4U* :

Entretien et manutention des accumulateurs ... 0,10 fr.

Force motrice 0,13 —

Entretien des trucks et des moteurs 0,03 —

\Vattman 0.08 —

Total 0,:U fr.

La Compagrnie des tramways de Paris et du département de la Seino a traité, avec la Compagnie de traction et d'électricité, pour un prix ferme de 0,40 fr.