PRIX DE REVIENT DE LA TRACTION ELECTRIQUE

630. — Traction animale. — Dans rcsiimation des frais do la traction électrique, il faut avoir particulièrement en vue la substitution de celle-ci à la traction animale. M. Gadot, qui a fait un projet pour les tramways électriques de Paris, a trouvé des renseignements précis relativement aux dépenses occasionnées par les chevaux dans les rapports de la Compagnie Générale des Omnibus.

Les voitures de tramway de cette compagnie sont à impériales et contiennent 5o personnes, soit 52 avec le cocher et le receveur. Le poids de la voiture vide est de 3 600 kg. En comptant le poids moyen d'une personne à 70 kg, on arrive au poids total de 7 000 kg.

Le parcours journalier d'une voilure est d'un peu moins de 100 kilomètres.

Voici comment se sont décomposées les dépenses par journée de cheval pendant l'exercice i883 :

9 iB

Solde et prime des cochers fr. 0,4670

Entretien et renouvellement des harnais .... » 0,1104

Solde des inspecteurs de la cavalerie >» o,oo56

Solde des chefs de dépôt » o*o25i

Solde des piqueurs » 0,O238

Service vétérinaire, infirmerie et médicaments . . » 0,0242

Solde des palefreniers » 0,2720

Solde des relayeurs et côtiers, employés divers . . » o,2333

Achat d'eau n o,oi3o

Nourriture des chevaux » 2,4092

Renouvellement des chevaux » 0,4439

Ferrage des chevaux » o, 1 1 67

Chevaux au labour » 0,0567

Entretien du mobilier des dépôts » 0,0367

fr. 4,23 1 3 d'où il faut déduire la recette des fumiers » 0,0970

Reste, par journée de cheval : fr. 4,1343

Pendant Texercice i883 , le parcours quotidien d'une voilure de tramway a été de 94,206 kilomètres et le nombre moyen de chevaux par voiture i3,95, y compris les chevaux d'infirmerie, de labour, de corvée et d'inspection. Le prix de la voiture-kilomèire est donc

Ûl}l-*l>i2h9ï^ 0,612 fr.

Il convient d'ajouter à cette somme lés intérêts à 6 ^/o du capital chevaux , harnais , fourrage, soit par voiture-kilomètre o,o3 1 ; ce qui donne en tout 0,643 fr.

En répétant ces divers relevés pour les exercices 1884 à 1888, pendant lesquels il n'y a eu ni épidémie de chevaux , ni disette de fourrage, M. Gadot est arrivé à la moyenne de o,56i fr. par voiturekilomètre pour le prix de la traction animale, en comptant, comme on l'a vu, exclusivement les frais de traction.

A Bruxelles , sur la ligne où l'on a fait l'essai de traction par accumulateurs relaté au § 629 , les dépenses occasionnées par les chevaux se répartissent de la manière suivante par journée de cheval, le type de voiture employé contenant 3o personnes :

Nourriture fr. 1,960

Personnel d'écurie » 0,700

Vétérinaire » 0,040

Magasins à fourrage » 0,004

Ferrage » 0,1 5o

Divers » 0,018

Renouvellement des chevaux » 0,370

Sellerie » 0,070

Eaux » 0,007

Main-d'œuvre d'écurie » 0,018

fr. 3,327

On estime que le nombre de journées de cheval est, sur cette ligne , de 17 i5o par an , et le nombre de voitures-kilomètres parcourus de 214 426 ; soit par voiture-kilomèire

,. '- rrr 0,260 fr.

Cette somme ne comprend ni les frais généraux de direction , ni réclairage et chauffage des dépôts , ni Tenireiien du matériel roulant, postes qui font monter le prix total de la voiture-kilomètre à plus de o,3o fr.

631. — Traction par accumulateurs. — M. Gadot a ensuite procédé à l'estimation de la traction par accumulateurs, en adoptant à dessein des rendements trop faibles afin de mettre le résultat comparatif à l'abri de toute critique. Il a supposé une ligne ayant 20 voilures en service et 5 voitures de réserve.

Il a estimé le rendement de la dynamo de charge à 80 pour 100, le rendement des accumulateurs à 5o pour 100, celui de la dynamo réceptrice à 75 pour 100 et enfin celui de la transmission à 83,33 pour 100. Le rendement total n'est alors que 25 pour 100.

Il résulte de ce qui précède que , pour une puissance égale à I 000 disponible sur l'essieu du véhicule , l'électromoteur devra développer i 200, les accumulateurs i 600, le générateur 3 200 et la machine à vapeur 4 000.

M. Gadot estime que 3.5 kg de plaques d'accumulateur sont nécessaires par tonne à remorquer et par kilomètre , soit 5 kg de

Solde et prime des coil, Entretien ci rcnoiivelK' Solde des inspecteur Solde des chois di' .

Solde des piqueuf Service vt^it^riniiui Solde des palt-fru" Solde de» Tc\j\ .

Achat d'eau Nourriluro dr- RenoiivclUinr * "" Ferrage di*- ~ ■

ChcvauK II EnireilL-

.:- X nécessaire pour remorquer - 11 moteur et sa transmission sur '.t la moitié du parcours ctfeciué Liné par l'équation

j X o,oo5 = X ,

numériques du § 617, la rampe véhicule se déduira de l'équation

■. — 1,5 pour 100.

!ia 5 tonnes d'accumulateurs par voiture, .npris une réserve de i3 pour 100, on umulaieurs, renfermant 80, 5 tonnes de .[ue t kg de plaques débite 7 ampères-

, cnnc de i ,80 volt, soit

^.jLi>"^- -i- plaques en service, il faudra produire à

0,40 .^ -oi* ktwvaux effectifs pendant i5 heures. ^> jC u*;i»on peuvent fitre estimés comme suit ^ ..<. JcJ«P'''»:

w^-sjcyvt . par an, fr.

.,^^-4iMitrv ek-ciricicn .... » 1.

i^uKH-t>^ a i ;iio tr " "

ifc»»**^''""'* '' ' ^'"^ ' " "

^t-^u-^tf. t'ivciriciens à 3 000 fr.

A reporter : fr. 1

VtClX DE REVIENT. 277

Report : fr. io5 600 »

Force motrice de charge: 2962 chevaux-heure il o,o85 fr. , par an » 91 896,05

Intérêts du capital accumulateurs, 80, 5 tonnes à I 2 5o fr., soit 100 625 fr. à 6 pour 100, par an. . » 6 087, 5o

Réparations aux accumulateurs , o,3o fr. par kg de plaques » 24 i5o »

Amortissement des plaques des accumulateurs : dans rhypothèse de deux renouvellements complets des plaques par an , on arrive , en comptant les plaques à o,85 fr. le kg , à 70 000 X 0,85 X 2 = fr. 1 19 000

d'où il faut déduire 0,20 fr. par kg

de plaques usées . / » 28 000

Reste .... » 91 000 »

Pour rintérét, l'entretien et l'amortissement des dynamos , des électromoteurs et des mécanismes des voitures » 64 25o »

Imprévus et divers » 10 000 »

Total fr. 392 933,55

pour 100 X 20 X 365 = 730 000 voitures-kilomètres, soit o,538 fr. par veiture-kilomètre pour les frais de pure traction. On remarquera que les installations motrices ont été laissées de côté, de même que , dans le cas de la traction animale , le prix des écuries, remises , etc. Le prix d'entretien des accumulateurs est compté à 12,5 centimes par voiture-kilomètre, ce qui est un chiffre relativement élevé. En répétant ces calculs dans l'hypothèse de 3 séries d'accumulateurs par jour, M. Gadot a trouvé seulement o,5o7 fr. par voiture-kilomètre. Enfin , en supposant les accumulateurs sur un fourgon, § 629, et trois remplacements par jour, on arrive également à 0,507 fr. par voiture-kilomètre.

On a donc , dans ces deux derniers cas , un bénéfice de o,56i — 0,507 ^^ 0,054 fr- en faveur de la traction par accumulateurs, dans l'hypothèse de voies relativement unies. Il convient toutefois de remarquer que le devis de la traction animale se rapporte au profil moyen des lignes de tramway de Paris.

Il faut ajouter en faveur des accumulateurs que les frais d'immo-

bilîsation qu'ils entraînent sont moindres que ceux occasionnés par les chevaux, qu'ils mettent les compagnies à Tabri des pertes provenant des épidémies et des disettes de fourrage et qu'ils permettent d'augmenter sans grande dépense le nombre des voitures en service à certaines heures de la journée et à certains jours où le trafic est accru , alors qu'on ne peut songer à entretenir des chevaux de renfort pour un service exceptionnel.

Enfin , l'un des grands avantages de la traction électrique résulte de l'inutilité du pavage de la voie, qui coûte cher d'établissement et d'entretien. L'économie de ce chef est surtout importante dans les lignes suburbaines à créer sur les chaussées macadamisées.

Voici des devis que nous devons à l'obligeance de M. Van Vloten, directeur du service électrique aux Tramways Bruxellois.

Devis d'une installation comprenant 12 voitures automobiles contenant 3o personnes, ces véhicules effectuant un parcours journalier de 100 kilomètres sur une voie exigeant l'emploi de deux chevaux par voiture :

Force motrice : 2 machines de 120 chevaux à

condensation fr. 3o 000

Fondations, tuyauterie » 5 000

Transmissions » 3 100

Cheminée » *3 5oo

2 chaudières de 120 ch., filtre épurateur. etc. . » 19 000 8 dynamos de 1 6^5 kilowatts, avec fondations,

tendeurs, etc. « 40 000

Courroies » i 000

Accumulateurs : 40 batteries de 120 éléments de

i3 kg, à I 800 fr. l'une » 72 000

Tiroirs, boîtes » 24 000

Matériel roulant : 16 voitures avec installation

électrique , à 6 000 fr. l'une » 96 000

Installation mécanique de chargement .... » 10 000

Appareils de mesure, outillage, divers » 12000

Total : fr. 3 1 5 600

Devis d'exploitation pour 12 voitures en service, effectuant un effet utile total de i 200 voitures-kilomètres par jour :

Par voiture-kilomètre.

Consommation de charbon fr. o,025

Graissage » 0,007

Entretien et remplacement des organes mécaniques

et électriques » 0,02 5

Entretien des accumulateurs » 0,070

Divers » 0,01 5

Salaire des ouvriers chargés de Tentretien, non

compris les conducteurs » o,o33

Direction, frais généraux » o,o5o

fr. 0,225 A cette somme, il convient d'ajouter la part correspondant à rintérêt et à Pamortissement des installations.

632. — Prix de la traction électrique par fil aérien. — Nous trouvons dans un travail de M. Crosby (*) des renseignements très intéressants sur le coût de la traction directe par fil aérien simple aux Etats-Unis, Dans la comparaison de ces données avec celles qu'accusent les compagnies européennes , il faut avoir égard à ce fait que, dans TUnion américaine, les salaires sont très élevés. M. Crosby a eu Toccasion de relever les frais de traction des . tramways' électriques installés dans les villes de Washington , Richmond et Cleveland. Dans ces trois lignes, les nombres de voitures-kilomètres par jour et par kilomètre de ligne sont respectivement 200, i38 et 400 (double voie).

D'après les documents qu'il a eus en mains, il a reconnu que l'équipement d'un kilomètre de ligne aérienne à simple voie et avec poteaux en bois revient à 4 700 fr. Une ligne à double voie et à deux rangées de poteaux métalliques coûte 1 1 000 fr. Enfin, une ligne à double voie , avec une seule rangée de poteaux métalliques à doubles potences, revient à 8 5oo fr.

Le coût de l'installation électrique d'une voiture, comprenant deux moteurs et leurs transmissions, s'élève à 7 5oo fr. On estime que chaque voiture demande une puissance électrique de 10 chevaux

(') Electrical World, 1890.

28o TRACTION ÉLECTRIQUE.

à Tusine. Le prix des moteurs à vapeur avec leurs accessoires se compte à 225 fr. par cheval. C'est également le prix par cheval des dynamos génératrices et des appareils électriques auxiliaires de Tusine.

Ces éléments permettent d'estimer la part d'intérêts et d'amortissements afférant à la traction. M. Crosby compte sur les machines à vapeur, sur les dynamos, ainsi que sur réquipement des lignes et des voitures, un intérêt de 5 pour loo, un amortissement de 5 pour loo et un taux de 2 pour 100 pour les taxes et les assurances; soit en tout 12 pour 100. Dans ces conditions, il est arrivé pour les trois lignes susdites respectivement à 5,6 ctms, 7 ctms et 5,2 ctms. Restent les bâtiments des machines, qui, pour une ligne comportant i 600 voitures-kilomètres par Jour , coûtent 75 000 fr., sur lesquels on compte 5 pour 100 d'intérêt, 2 pour 100 d'amortissement et 2 pour 100 pour taxes et assurances ; ce qui conduite 1,1 5 centime par voiture-kilomètre.

La consommation de charbon par voiture-kilomètre, a été, dans les trois villes, 1,4 kg, 2,3 kg et i,5 kg, poids qui, eu égard aux prix du combustible dans ces localités, ont occasionné des frais s'élevant respectivement à 2,2 ctms, 2,2 ctms et 2,5 ctms. Le prix de l'huile, chiffons, et les autres menues dépenses peuvent s'estimer uniformément à 0,6 ctms par voiture-kilomètre.

Enfin les salaires des ingénieurs, mécaniciens, électriciens et nettoyeurs, non compris ceux des conducteurs et receveurs des voitures, reviennent par voiture-kilomètre respectivement à 7,8 ctms, 7,8 ctms et 6,2 ctms.

L'ensemble de ces frais représente, pour Washington, 17,35 ctms; pour Richmond, 18,75 ctms, et pour Cleveland , 14,65 ctms, par voiture-kilomètre. La moyenne des trois lignes donne 16,9 centimes par voiture-kilomètre.

Ces résultats montrent que le prix des salaires s'élève à 40 pour 100 et celui du combustible à 12 pour 100 seulement des frais de traction.

633. — Prix de la traction électrique par câble souterrain. — Le

devis suivant, dû à M. Kapp , se rapporte à une installation utilisant le système souterrain à prise de courant directe de M. Lineff , § 622. On a supposé une ligne à double voie de 5 kilo-

mètres, sur laquelle roulent 14 voitures à la vitesse de 11 kilomètres à rheure. On admet un trafic de 5oo 000 voitures-kilomètres par an.

Canal souterrain fr. 3oo 000

Conducteur » j5 000

Chaudières, moteurs, transmissions , etc. ...» 87 5oo

Dynamos, tableaux de distribution, etc. ...» 3j 5oo

Voitures complètes, à 8 750 fr. Tune » 122 5oo

Divers » 27 5oo

Total : fr. 65o 000 Dépenses d'exploitation annuelles :

Charbon, eaux, huile, etc fr. 27500

Salaires , y compris ceux des conducteurs ...» 3o 000

Entretien du canal et du conducteur, à 5 pour cent » 1 8 750

Entretien des voitures, à i 750 fr. Tune .... » 24 5oo

Entretien des moteurs, à 7 Vi pour cent. ...» 6 600 Entretien du matériel électrique fixe, à 10 pour

cent » 3 760

Direction et frais généraux » 24 000

Total : fr. 1 55 100

Cette somme contient le salaire des conducteurs et Tentretien des voitures. En déduisant ces postes, la somme restante, afférente exclusivement à la traction élecwique, est réduite à 100 000 fr. Le prix de la traction par voiture-kilomètre est donc de 20 centimes, sans compter Tintérèt et Tamoriissement des installations.

634. — Prix de la traction sur les chemins de fer électriques. —

Il serait prématuré d'indiquer des prix de traction relatifs aux chemins de fer électriques, car la seule exploitation de ce genre est celle du City and Souih-London Railway ^ ouverte à la fin de Tannée 1890. Néanmoins, nous dirons, à titre de renseignement, que MM. Mather et Plaît, de Manchester, ont entrepris cette exploitation à raison de 0,20 fr. par kilomètre, pour des trains de 100 voyageurs. Les résultats de Texploitation ont été si avantageux, que plusieurs lignes semblables sont en construction à Londres.

THEORIE

635. — Définitions. — Parmi les applications industrielles de Télectricité, la première en date est la télégraphie, qui a pour objet la transmission de la pensée à l'aide de signaux. Depuis plus de cinquante ans, les inventeurs ont exercé leur sagacité dans cette branche importante de l'activité moderne. Aussi , les appareils sont-ils arrivés à un tel degré de perfection que les nouveaux progrès deviennent de plus en plus difficiles à réaliser. Dans beaucoup de cas, cette perfection est obtenue au moyen de combinaisons mécaniques très compliquées , dont la description détaillée nous entraînerait hors du cadre de cet ouvrage. Nous nous bornerons à insister sur le jeu électrique des appareils. Nous ne nous attarderons pas à décrire les systèmes télégraphiques qui ne présentent qu'un intérêt rétrospectif.

Un système télégraphique comprend un transmetteur^ appareil destiné à fournir les signaux électriques transmis par la ligne

(*) Blavier, Nouveau traité de télégraphie électrique. CuLLEY, Manuel de télégraphie pratique.

THÉORIE. 283

à un récepteur situé au poste correspondant. Si Ton veut correspondre dans les deux sens , il faut placer dans chacun des postes un transmetteur et un récepteur, qu'on met alternativement ou simultanément en communication avec la ligne.

Tous les récepteurs actuellement employés transforment Ténergie électrique en travail mécanique, de sorte que la combinaison du transmetteur et du récepteur constitue une application, à un but déterminé , de la transmission de la puissance mécanique.

Eu égard à la nature de ce but, on sacrifie généralement le rendement de la transmission à la rapidité de transmission des signaux^ qui constitue l'objectif en vue.

636. — Propagation des signaux électriques sur les lignes. — Dans tous les systèmes télégraphiques, on produit au moyen du transmetteur des émissions de courant déterminant des ondes électriques qui sont transmises par la ligne au récepteur. Il convient que les ondes se propagent autant que possible sans déformation, afin de reproduire avec netteté les signaux envoyés. Ce résultat s'obtient facilement sur les lignes aériennes, mais sur les longs câbles où la capacité joue un rôle important, il n'en est pas de même.

Quand on ferme le circuit d'une pile sur une longue ligne souterraine ou sous-marine, on constate que le courant n'atteint pas instantanément à l'extrémité de la ligne l'intensité normale. Ainsi , quand on envoie un courant sur le câble transatlantique reliant l'Irlande à Terre-Neuve, on ne parvient, au moyen des galvanomètres les plus sensibles, à déceler les premières traces ^ de courant à l'arrivée que 0,2 seconde après l'envoi du signal. Après 0,4 seconde le courant atteint les 0,7 du courant normal. Ce n'est qu'après 3 secondes que le régime permanent peut être considéré comme établi. Ce retard est particulièrement dû à ce que le câble, constituant un condensateur cylindrique, se charge aux dépens de l'électricité fournie par la pile, § 195. Les réactions dues à la self-induction du câble retardent également l'établissement du régime, mais cet effet est négligeable devant le premier dans les lignes sous-marines.

Les facteurs principaux influant sur le courant i pendant la période variable sont : la durée t de l'envoi du signal, la capa-

cité C de la ligne, la résistance R de celle-ci et la force électromotrice E de la pile.

Donc

Appliquons avec M. Vaschy le principe d'homogénéité à la détermination de cette fonction, § 8. Le second membre ne peut contenir que des quantités homogènes à une intensité ou des facteurs sans dimensions. La forme

'=l'(-rR) = ''(cV)

obéit à cette condition ; ï représente l'intensité du courant de régime.

Lord Thomson a trouvé qu'en effet ^-p est le seul paramètre

variable dans l'expression de l'intensité du courant reçu à l'extrémité de la ligne ; c'est à dire que sur deux lignes la valeur du courant atteint le même tantième de l'intensité normale après des temps t et t' tels que

En d'autres termes, la durée de la période variable sur diverses lignes est proportionnelle au produit de la capacité par la résistance du conducteur. Pour des câbles de même composition , on voit donc que la durée de la période variable est proportionnelle au carré de la longueur de la ligne. Sur les longs cables , on ne peut atteindre à chaque signal le régime permanent, mais on cherche à obtenir un tantième déterminé du courant normal, dépendant de la sensibilité du récepteur.

Il résulte aussi de ce qui précède que la vitesse v avec laquelle on peut envoyer des courants d'une intensité déterminée sur une ligne est inversement proportionnelle au carré de la longueur/ de celle-ci ainsi qu'à sa résistance r et à sa capacité c kilométriques.