RENSEIGNEMENTS TECHNIQUES

Les lignes dont nous venons de parler sont ouvertes depuis trop peu de temps pour qu'il soit possible de donner des résultats complets et surtout définitifs. Nous pouvons dire seulement que, d'après les renseignements que nous avons pu recueillir et qui résultent d'expériences, la dépense en énergie par kilomètre-voilure est d'environ 770 watts-heure à l'usine centrale de Puteaux, et de 550 watts-heure* aux bornes de la voiture, ce qui correspond à un rendement en énergie de 70 p. 100 pour l(»s accumulateurs.

La force électromolrice des éléments étant, au début de la Jécharge, de 2,05 volts, et à la fin, de 1,90 volts, soit en moyenne <ie 1,98 volts, la force électromotrice totale des accumulateurs sera : 200 X 1,98 = 396 volts, soit 400 volts. La dépense moyenne

en ampères-heure par kilomètre-voiture sera donc : -7^ = 1.37,

' Il est intéressant de se rendre compte de la résistance moyenne par tonne <^orrespondant à ce travail ; nous aurons :

Ce chiffre est faible, mais il faut se rappeler que la ligne n'a que de très faibles rampes et qu'une partie importante de sa longueur est en rails saillants, ce qui <iiimnue beaucoup la résistance.

lie plus, nous avons admis le poids de 14 tonnes pour la voiture, ce qui suppose lue les voyageurs sont au complet, ce qui ne doit évidemment pas avoir lieu pour une circulation moyenne. En admettant une charge moyenne correspondant à un poids de 12,*-! t., la résistance serait de 11,66 kg.

et pour les 14 km. de parcours, aller et retour, entre Courb( et la Madeleine, de :

1,37 X 14 = 19,18 amp., soit 20 amp.-h.

Or la capacité garantie étant, paraît-il, de 55 amp.-h., s -7;r- = 4,2 amp.-h. par kilogramme de plaque, il en résulte la dépense pour un voyage aller et retour ne sera q'

— = 38,5 p. 100 de la capacité utiHsable garantie.

Le nombre d'ampères à restituer dans les accumulateurs voitures, après chaque voyage aller et retour, en supposant le

dément en quantité de 0,85, sera de : " ,. = 84,708 î

La charge se fait avec un voltage de 600 volts à l'usine et perte variant de 10 à 12 p. 100 dans les feeders, soit un voltage voiture de 534 volts au minimum. L'intensité du courant, au d

de la charge, est d'environ 200 amp., soit -^r- = 15,4 anip.

kilog. de plaque, et à la fin de 100 amp., soit -r^- = 7,7 8 par kilog. de plaque ; l'intensité moyenne du courant est < de 150 amp, soit 11,55 amp. par kilog. de plaque. Pour resti les 84 708 amp. dans les accumulateurs de la voilure il fai donc : ^^ = 9', 24^

loO

Pratiquement cette durée est de 10 minutes et de 13 au m mum.

La force motrice moyenne à l'usine, nécessaire pour le rec gement des accumulateurs, sera :

150 amp. X 600 volts = 90 000 watts ;

soit, en supposant un rendement moyen de 75 p. 100 entre bornes des dynamos et les cylindres de la machine à vapeur travail indiqué de (avec les machines Willans, le rendement atteindre 80 p. 100) : -^r^ — ;;ïïïï"= 163 chev.

La puissance de cliaque macliine est de 200 chev.

D'après des expériences récentes, la consommation de cliai par voiture-kilonietre serait de : 2,59 kg.

Le poids total des accumulateurs avec les accessoires es .*{ (iOO kg. et h' travail produit par kilomètre-voiture de 550 w

comme nous l'avons indiqué plus Iiaut ; c'est donc un poids de 655 kg. par 100 watts-heure. A propos de la traction par accumulateurs sur la ligne de la Madeleine-Opéra-Saint-Denis, nous avons vu que le travail par kilomètre-voiture était de 608 Avatts avec un poids d'accumulateurs de 3 000 kg. ; le poids d'accumulateurs par 100 watts est donc seulement, pour cette ligne, de 493 kg.

Ainsi que nous l'avons dit, la ligne de la Madeleine-Courbevoie- NeuiDy est ouverte depuis trop peu de temps pour qu'il soit possible de connaître, avec une certaine exactitude, les dépenses de traction par kilomètre-voiture. Cependant nous savons que le prix à forfait consenti par la Société industrielle des moteurs électriques et à vapeur, pour l'exploitation de cette ligne, est inférmtr au chiffre de 0,40 fr. qui est celui de la ligne de la Madeleine-Opéra-Saint-Denis.

DÉPENSES DE TRACTION PAR KILOHËTRE-VOITURE

Nous ne pouvons que rappeler les ciiiffres donnés précédemro<*ni (p. 182 et 183), en faisant remarquer toutefois que ces clùffres ne pourront être obtenus que lorsque les améliorations projetées seront complètement terminées. Nous rappelons également que la Société de Traction a entrepris cette traction, à forfait, pour le prix de 0,40 fr. par kilomètre-voilure.

Force motrice 0,13 fr.

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

Entretien des voitures et des moteurs 0,03 —

Waltman 0,08 —

Dt'pense de traction par kilomètre-voiture .... 0.3* fr.

'^ Ce chiffre de dépenses de traction proprement ditrs, il convient «ajouter celles qui sont dues à ramortissement des installations spéciales au service de la traction qui, pour une ligne du genn» ^^^^Hq que nous avons considérée, c'est-à-dire d'une longueur de

19i LA TRACTION MECANIQUE DES TRAMWAYS

30 km., ayant 30 voilures, dont 20 en service, parcourant chacur 150 km. par jour, peut s'établir comme il suit :

Générateurs et moteurs, tuyauterie, réservoirs, pompes, etc 250 000 fr.

Dynamos avec leurs transmissions. .... 80000 —

60 batteries d'accumulateurs à 4 500 fr. . . . 270 000 — -

Outillage des ateliers et accessoires 30 000 —

Bâtiments des dépôts et ateliers 100 000 —

30 voitures à 18,000 fr 540 000 —

Total 1 270 000 fr.

Ce qui représente, pour un parcours annuel de 1 000 000 (î kilomètres, une dépense de :

1270000X0,1 Q.3f, 1000 000 -"»^'^ïi^-

La dépense totale par kilombtre-voiturc s'élëvera donc à 0,34 fr. + 0,13 = 0,47 fr.

L'emploi du gaz d'éclairage pour la traction mécanique des tramways paraît tout indiqué, surtout dans les villes. Là, en effet, le gaz 68l sous la main, et l'amener aux différents points où Talimenta- ^on (les voitures doit se faire est chose facile, les maîtresses conduites existant déjà.

De plus, on peut, par la compression, emmagasiner dans des ^sen'oirs de dimensions moyennes une quantité de gaz suffî- ^^nte pour le parcours ordinaire des voitures; la compression ^^ gaz dans ces réservoirs à une pression de 10 à 20 kg., qui ^st celle généralement admise, n'entraîne pas une dépense considérable de force. Tout semble donc à l'avantage de ce mode de trac- ^^On; pas d'usine productrice de l'énergie à créer, indépendance de *^ voiture, pas de modifications ni d'additions à apporter à la voie ^Minaire des tramvays, sauf quelques bouches de chargement *^ étabUr en certains points de la ligne.

Mais, il y a une contre-partie à ces avantages. Los moteurs ^ gaz ont fait, surtout dans ces dernibres années, d'immenses pro- §^es ; en môme temps que leur rendement mécanique augmen- ^^it, la dépense de gaz par cheval diminuait, par suite de Taug- '^ontation de la compression dans le cylindre, permettant une Pression initiale plus grande, et aussi par suite de l'emploi de Soupapes pour l'introduction du mélange gazeux ou pour son échappement. Les moteurs à quatre temps, type Otto, qui sont, ^n ce moment, ceux qui donnent les meilleurs résultats, arrivent

à ne consommer que 500 à 600 litres de gaz par cheval, et môme moins, si Ton s'en rapporte a certains essais faits récemment avec (les moteurs Crossley, où la dépense a été d'environ 400 litres, pour des machines puissantes, il est vrai.

Mais les moteurs à gaz à quatre temps exigent certaines conditions (|ui ne sont guère compatibles avec la marche ordinaire des tramways, (jui doivent prendre des vitesses variables, suivant le tracé et le profil, et qui doivent pouvoir s'arrêter à différents endroits fixes ou môme arbitraires.

Avec un moteur à quatre temps, il n'y a qu'une seule explosion pour deux tours de l'arbre moteur ; on se trouve donc obligé, pour obtenir un mouvement de rotation uniforme, d'employer un volant relativement assez lourd et qui prend de la place.

Pour éviter d'augmenter le poids du moteur, on doit lui donner une grande» vitesse, et, pour en obtenir de bons résultats, celle^i doit ôtre aussi constante que possible. Les variations de vitesse, nécessain^s aux tramways, ne peuvent donc s'obtenir qu'indirectement et au moyen d'une combinaison d'engrenages.

La nécessité de cette constance de la vitesse du moteur, jointe à la difficulté d(» la mise en marche, qui ne peut s'obtenir qu'en faisant tourner à la main le volant, oblige de laisser tourner la machine pendant les arrêts momentanés delà A'oiture. Delà, consommation inutile de gaz et trépidations qu'on ne peut diminuer qu'au moyen d'un régulateur qui doit, pendant les arrôts, nadmetlre dans le cylindre (ju'un mélange gazeux pauvre, tout en diminuant dans une faible mesure laA-itesse du moteur.

Les moteurs à gaz actuels ne peuvent marcher que dans un sens, ce qui nécessite, pour la traction des voitures, une nouvelle combinaison cinématique permettant le renversement de la marche.

Enfin, le cvlindre moteur a besoin d'ôtre constamment rafraîchi par un courant d'eau, ce ([ui oblige à avoir un réservoir plaw à la partie supérieun* du véhicule et une circulation d'eau.

La liaison entre le cvlindre moteur et le ou les essieux ne se fera donc plus simplement, comme dans le cas du moteur à vapeur ou à air comprimé; elhî exigera des combinaisons cinématiques, un grand nombre d'en^^i^renages et, par conséquent, des pertes de force et un entretien plus grand.

Ci> sont li?8 points fuiblos des tramway» à gaz. Néanmoins U-.s constructeurs l't les inventeurs ne 8i> sont pas découragés, et différents syst^^lps ont été étudiés. Sans parler de ci'u.\ qui sont restés à l'élûl de projet cl n'ont re^;u aueune application, nous citerons la Iftcomolîve pour tramways du systî'me Connely, ({ui, essayée ù New-York, Saint-Louis et surtout à Cliicago, aux États-Unis, a reçu une application en 1893 sur les lignes de tramways do Grfcnwicli et de Croydon en Angleterre. La force motrice employée est la benzine, l'essence minérale ou le pétrole; le moteur esta quatre temps'.

Nous citerons encore le moteur Dainilor, qui est aussi à benzine On à essence et à quatre temps. C'est au moyen de combinaisons d'engreiiaf^es qu'on obtient la variation de vitesse et le changement de marche .

Un moteur de si.v chevaux de ce systi^me a été appliqué à la traction de voitures destinées au service d'une ligne secondaire du réseau des chemins de Fer de l'Étal wurtembergeois. Ces voilures pesaient !i vide 3,2 t. et devaient porter 20 voyageurs, 10 debout «t 10 assis.

Des voitures plus grandes, pesant 10 t. à vide et contenant ■40 plac4ts, avec un moteur do 10 chevaux, les ont remplacées. Nous Oe savons si ces voitures sont toujours en service; toujours est-il •|ue c'est sur ce m^me réseau que vient d'iMre mise en circulation, et pour un service similaire, la voiture automotrice Serpollet, dont Dous avons parlé plus haut.

Des moteurs Dainiler ont aussi été appliqués à de petits cars ii ■Voie de 0,80 m. à 24 places, destinés Ji circuler dans le Praler, à Vienne ; les moteurs sont de la force de 4 chevaux.

Nous nous étendrons un peu plus longuement sur le système jUahrig, perfectionné par la « Gas Traction C" » de Londres, qui •st aujourd'hui propriétaire du brevet, et qui a reçu, depuis 1894, ffuolques applications h <les tramawys urbains et surburbains. Rans co sysU'me, c'est le gaz d'éclairage qui sert de force motrice, et nun plus la benzine ou le pétrole, comme dans les deux syslfcmes pi'éoédtnls.

' «nie àvil. vol. XXVIIE, p. lUO.

i98 LA TRACTION MÉCANIQUE DES TRAMWAYS

La premiëre application en a été faite à Dresde en 1893 et ensuite à Dessau, prës de Berlin, vers la fin de 1894. La voie esta écartement normal de 1,44 m. en rails du type Broca; la rampe maximum est de 48 mm. par mëtre et la plus petite courbe a 12 m. de rayon. La vitesse réglementaire est de 12 km. à l'heure ; la longueur de la ligne est de 6,200 km. Les voitures contiennent 12 places assises et 13 places debout; le moteur est du système « Otto », d'une puissance de 7 chevaux. Le poids à vide de cette voiture est de 6,64 t. et en charge de 8,40 t.

La consommation de gaz par kilomètre-voiture est, d'après les renseignements qui ont été fournis par la Compagnie, de 350 à 400 litres, et celle de Teau pour le refroidissement des cylindres de 100 litres.

A la fin de 189S la w Gas Traction C° » a mis en exploitation une ligne de tramways de 13 km. de longueur entre Blackpool et Lytham. Les voitures automobiles à gaz de cette nouvelle ligne sont à impériale avec un total de 42 places. Le poids de la voiture à vide est de 1 t. et de 10 t. en charge; le moteur a une puissance de 15 chevaux et la consommation est, paraît-il, de 560 litres par kilomètre- voiture. Les réservoirs ont une capacité de 1 250 litrea et la pression dans ces réservoirs est de 10 kg.; la vitesse de marche est de 16 km. àTheure.

La figure 71 représente la disposition des voitures de la « Gas Traction C** » en service à Dresde, disposition qui est la même, sauf quelques détails, que celles de Blackpool et de Dessau.

Le gaz est emmagasiné dans les réservoirs R à une pression généralement de 10 kg. Un système de tuyaux le conduit de ces réservoirs aux cylindres moteurs, en traversant un détendeur où la pression est réduite à 25 ou 30 mm. d'eau.

En sortant des cylindres les gaz de la combustion se rendent dans des caisses, percées de trous, qui permettent à ceux-ci de se répandre dans l'atmosphère sans bruit, après avoir déposé les impuretés et Teau qu'ils contenaient.

Le moteur M, placé sur un côté de la voiture, est composé de d<'ux cylindres, en tandem, ayant leurs deux manivelles en prolongement Tune de Tautre ; les gaz sont comprimés dans un des cylindres pendant qu'ils sont aspirés dans l'autre, ce qui permet

une explosion par lour de volant. Ces moteurs, du type c Otto >»à (juatre temps, sont placés sous la banquette disposée de manière à former une caisse étanche, pour garantir les voyageurs contre le bruit et la mauvaise odeur. L'explosion du mélange gazeux est obtenue au moyen d'une petite dynamo actionnée par Tarbre moteur, et, pendant la marche, le réglage de la vitesse est fait par Tintermédiain» d'un régulateur à boules agissant sur la conduite du gaz.

Pendant I(»s arrêts des véhicules oii, comme nous l'avons dit, on doit diminuer la consommation et ralentir la vitesse du moteur, une soupape, reliée au levier du frein, ferme en partie l'ouverture d'admission, en ne laissant entrer dans les cylindres qu'un gaz pauvre.

L'arbre moteur est muni à son extrémité d'un volant dissimulé dans une des parois de la caisse de la voiture, et à son autre extrémité d'un engrenage A, commandant Tarbre B placé au-dessous cl parallèlement à lui. Sur ce second arbre B se trouvent deui roues H et Q folles sur lui. Au moyen du manchon d'erabrayap à plateaux, manauivré par le conducteur, par l'intermédiaire des tringles ^, jr, celui-ci peut mettre en prise avec l'arbre B, soit la roue H, soit la roue» Q ; ces deux rou(»s ont un diamètre différent et engrènent avec deux roues dentées J' etR, fixées sur un deuxième arbre auxiliaire K parallèle au second B. On comprend aisément que, par suite de ces différences dans h»s diamètres des roues H et Q, la machine motrice pourra donner à Tarbre K deux vitesses différ(»ntes et dépendant du diamètre de ces roues, tout en conservant la vitesse constante du moteur ; l'embrayage à plateaux qui met en prise, soit la roue II, soit la roue Q, et qui donne un mouvem(»nt très doux, permet même d'obtenir des variations de vitesse plus grand(»s (|ue celles strictement fixées par les diamMn*s des roues d'engrenage.

En commandant les essieux au mov(»n d'une chaîne les reliant à l'arbre K, on obtiendra la variation de vitesse. Mais il faut encore obtenir le changement de sens de ht marche. Pour cela on se sert d'un IroisienK» arbnî auxiliaire N. Le mouvement dans un sens est transmis de* Tarbre K à l'arbre N, à l'aide des en^> nages, L calé sur Tarbre K et c5 monté fou sur l'arbre N. Pour le

«D8 opposu, le mouvement osl Iransmîs par la roue R, cal^f sur l'arbrp K, à la roue tî foUe aur l'arbre N, au moyen de la roue Q laisst'f folle sur l'arbre B. Les roues o et Tt sont misc^s en prise avec l'arbre N, au moyen du maiiciiou d'embrayage lî, manœuvré par le conducteur à t'aiiie des tringles 0,0.

CVsl cet arbre Nqui, par des cliaînes de Galle, eommande les sieux moteurs, en leur donnant une vitesse variable dans un sens ou dans Taulre.

L'ne ileriiiî're condition, indispensable à remplir, est d'empèclier l'action du moteur sur les essieux, au moment où le mécanicien %'ipnl à serrer les freins. Cette condition est obtenue au moyen «l'uu débrayage de l'arbre N, rendant celui-ci indépendant des «ssieux, obtenu par une combinaison d'arbre et d'engrenages, liés avec le volant de manœuvre du frein.

Lorsque les freins sont serrés, l'arbre N est débrayé et ne peut açir sur les essieux, et, lorsque le conducteur desserre les ffreins, l'embrayage se produit et l'essieu moteur esl mis en mou- "Vement.

Comme on le voit, les conditions à remplir compli<[uenl la %jansmission île force entre l'appareil moteur et les essieux. 'oulcfois la manœuvre k faire par le conducteur est en elle-mt^me m»sez simple.

Au départ, il met en riiarclu' le moteur imi faisant faire à la nain plusieurs lours au volant ; puis il desserre les frylns, ce qui. !n décalant les roues, embraye le moteur avec les essieux. Il iœu\Te ensuite le levier qui met en prise l'une des rouea a m n, suivant le sens de la marcbe qu'il veut obtenir, et auquel il l'aura plus à loucher pendant tout le trajet. EnHn il agit sur le levier g mettant en prise soit la roue H, soit la roue Q, suivant la "Vitesse qu'il désire avoir.

L'eau destinée au refroidissement des cylindi'os est contenue •lang un serpentin d'une contenance d'environ 300 à 350 lit. ; it *'«l composé de deux parties borizontales placées l'une dans la loilure, l'autre au-dessous du planclier. Un tuyau vertical, dans \vi\M se trouve intercalée l'enveloppe des cylindres, réunit ces <leuï parties-

Le remplissage des réservoirs {les voilures avec te gaz se fait.

Vyi LA TBACTI05 MÊCAMûUE DES TRAMWAYS

soit aiLX poîots ienDÎnas. soit, ccMome pour Fair comprimé et l*T< lo.omotivrs sans foyer, à des points déterminés et choisis

d*avaii<*«f.

A «r-s JifTrrents points sont installés de petits bâtiments contenant un niotrur à ^az du genre ^ Otto ». actionnant un compress«-ur n-foulant le eaz dans d«-s réser^'oirs. à la pression voulue, •.-'t^t-à-«lirr à une pression variant de 10 à 20 kg. La puissance du moteur rst ir«^néralement de 8 à 10 chevaux et la contenance des rés«.-r\'oirs dépend évidemment du trafic.

Ces réservoirs sont reliés avec les bouches de chargement ao moyen d'un^ tuyauterie qui ne présente rien de spécial ; un tuyau flexible, vissé sur les bouches de chargement et aux résenoirs, permet le remplissage de ceux-ci. On a pu constater, dans les installations de Dres«le et de Dessau. que la quantité de gaz nécessaire pour la mise en marche de ces macliines de compression correspond assez exactement au dixième du gaz employé par les moteurs des voitures.