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30 APmCATIONS DE LA. TiPbmt.

5° La Constnictkin des quatre plongeurs, servant en même temps de pompes â air, de guides aux pistODs, et, si on le veut, de pompes alimentaires à la chaudière;

6* La manière de changer la marche de la machine ;

T Celle de varier le degré de la délente.

Telles sont les particularités nouvelles que présente la belle machine sortie des ateliers suédois. On peut ajouter que, pour la perfection et le fini, ces différentes piOces ne laissent absolument rien i) désirer. « Examinée avec soin, dit le Rapport » officie) du Jury de l'Exposition, elle fourmille de détails aussi u ingénieux tpie bien exécutés, >■ Enfin son prii, singulièrement modéré (1000 francs par force de cheval), doit entrer comme élément sérieux dans son appréciation. A tous ces titres, la machine de Klotala tenait le premier rang â VExposilion universelle parmi les machines de navigation. Aussi a-t-ellé obtenu du Jury international de l'Exposition la grande médaille d'honneur. Les constructeurs anglais et français trouveront dans cette décision du Jury, à'aillenrs hautement justifiée, un motif sérieux de réflexions, et leur émulation eu sera fructueusement excitée.

nien n'est plus digue d'intérêt et d'attention que l'histmre des prf^rès qu'a réalisés, depuis ses débuis jusqu'à l'heure actuelle, la science des chemins de fer. Ce récit offre, d'ailleurs, une utilité particulière en ce qu'U nous montre, mieux que tout autre peut-^trc, la puissance de l'esprit d'invention qui caractérise notre époque. Cette fabuleuse vitesse avec laquelle sont emportés les convois de voyageurs, cette énorme puissance de traction qui permet à une seule machine de remorquer, dans les trains de marchandises, des poids d'un effrayaut tonnage, et, avec tout cela, l'étonnante souplesse de ce inerveiilenx

WCOHOnVES. SI

moteur, qui, malgré s« paissance, n« cesse jimaig d'obiù, comme un coursier docile, ï la main qui le guide, et de ae pEier avec une singulière douceur aux mouvementa les plus délicats qui lui sont commandéi, toutea cet merveilles réunies de la science, de l'industrie et de l'art, ont été accmaplies danS' le court e^ace de vingt-cinq ans. C'est, en effet, dans )e seul intervalle qui s'étend de l'aimée 1830 à l'époque actuelle que la locomotive a été créée et qu'elle a reçu les perfectionnements successifs dont nous admirons aujourd'hui les résultats.

En disant que l'invention de la locomotive actuelle ne remonte pas au delà de l'année 1830, nous nous écartons sans doute des notions généralement reçues. Tout le monde a lu, dans divers ouvr<^;e8, la liste, maintenue par l'incurie des écrivains qui se copient les uns les autres, des nombreux mécanidens qui semUent avoir des droits aux honneurs de l'invention ou du perfectionnonent de la locomotive. On invoque à ce sujet les travaux de tous les ingénieurs qui ont touché, avec plus de maladresse que de bonhetu', i cetta matière importante, depuis ce pauvre Cngnot, qui prétendait appliquer à la locomoticm la machine li vapeur, qui n'était pas encore entièrement créée, jusqu'à M. BruDtou qui adaptait aux raib un système mécanique destiné à triompher d'un obstacle qui n'existait pas. On tomberait dans une grave erreur de critique historique en accordant la moindre importance à ces premiers essais. Sans doute, avant Tannée 1829 ou 1830, on avait tenté de résoudre le problème, posé depuis longtemps, d'appliquer la puissance de la vapeur aux transports sur les voies ferrées. Les rails disposés le long des chemins pour faciliter le tirage en diminuant le frottement des roues, étaient en usage depuis deux siècles dans les miues de la Grande-Bretagne, et, d'un autre cAté, la machine h vapeur constituait le moteur le plus puissant que l'on eût connu jusqu'à cette époque. La pensée de consacrer la machine à vapeur à traîner les fardeaux sur'Ies chemins de fer, était donc naturellement et depuis longtemps l'objet des préoccupations des mécaniciens. Mail, jusqu'à l'année 1829, rien de lérieUv n'tiûl

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encore été obtenu dans cette direction, et les premières tenta tives faites avant cette époque étaient demeurées absolument sans résultat, et peuvent à peine être considérées comme un prélude efficace i cette grande découverte. C'est ainsi qu'en 1815 on se servait, pour traîner les convois de charbon sur un chemin de fer de sept lieues d'étendue, éubli enire Uarlington et Stockton, d'une sorte de locomotive construite par George Siephenson et Dodd. Mais cet appareil n'était qu'une très imparfaite ébauche, car il ne mar<jiait qu'avec la vitesse d'une lieue et demie îi l'heure, et il pouvait à peine lutter contre le roulage.

La cause de l'insuffisance absolue des locomotives que r<Hi avait essayé de construire jusqu'à l'année 1830 est facile à comprendre. La puissance d'uue machine à vapeur dépend de la quantité de vapeur que peut fournir la chaudière. Or, par les dispositions que l'on donnait alors aux chaudières, il était impossible d'obtenir, avec un générateur d'un faible volame, la quantité de vapeur suffisante pour produire l'elTet mécanique nécessaire dans ce cas spécial. La locomotive n'a été véritablement créée que le jour où l'on a trouvé le moyen de former, avec une chaudière de dimensions médiocres, une masse prodigieuse de vapeur. C'est dans l'année 1829 que cette découverte capitale a été faite, ou, si l'on veut, appliquée aux locomotives. C'est donc à cette époque qu'U faut rapporter la créatioa de la locomotive actuelle.

C'est le 6 octobre 1829, sur le plateau de Rainhill, aux environs de Liverpool, que l'on vit pour la première fois foncliouner un appareil de locomotion par la vapeur, offrant les conditions que l'on trouve réaUsées dans les machines actuelles. On venait de terminer la conslrnction du chemin de fer de Liverpool à Manchester, le premier raiiway qui ait été consacré en Europe au service des voyageurs. Comme on ne l'avait construit, dans l'origine, qu'en vue de le consacrer au transport des marchandises, ii devait être desservi par des machines fixes, îi l'instar de cdles qui étaient employées è trainer, dans les mines, les wa-

LOOUIOTlves. 53

goiis durgés de houille. Mais, au moment de le mettre eo activité, on eut la pensée de substituer aui machines fixes des machinea locomotives. Seulement, comme ou était peu satisfait 'des machines de ce genre qui existaient ï cette époque, les directeurs du chemin de fer de Liverpool prirent le parti d'ouvrir on concours public, où les constructeurs de tons les pays furent appelés à présenter des modèles nouveaux de locomotives aj^cables au futur raiiway.

A la suite des épreuves auxquelles furent soumises cmq locomotives présentées par des constructeurs anglais, le prix fut décerné à la Fusée de Stepheuson, qui, sur tm plan horizontal, avait remorqué, avec une vitesse de près de six lieues à l'heure, im poids de douze tonnes quinze quintaux (12, 942 kilogrammes) et qui, sans aucune charge, avait réalisé une vitesse de prés de dix lieues à l'heure.

A quelles dispositiwis nouvelles Stepheuson avait-il dA un ù remartpiaUe r^ultat, et comment les machines locomotives qui, peu d'années auparavant, parvenaient ï peine ï traîner un convoi en faisant deux Ueues à l'heure, purent-elles atteindre à une telle vitesse T La puissance d'une machine â vapeur dépend, avons-nous dit, de la quantité de vapeur fournie dans un temps donné par la chaudière. La locomotive de Stepheuson marchait avec une rapidité prodigieuse, parce que sa chaudière founiissait une quantité prodigieuse de vapeur.

ftlais, par q[uel artifice, inconnu jusque-là, la locomotive de Stepheuson pouvait-elle former cette masse de vapeur? Il importe de le hien exphquer, car là est tout le secret de la puissance de la locomotive actuelle.

La quantité de vapeur fournie par une chaudière est propor^ tionneÛe à l'étendue de ta surface que la chaudière présente à l'action du feu. Dans la disposition aucicnnemcat adoptée pour la construction des générateurs, la surface du métal exposée à l'adtiun du calorique était très faible relativement à la masse de l'ean échauITée; cette surface était insuffisante ))our donner la quantité de vapeur nécessaire à la puissante action mécanique s.

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su APPUCATIOI48 W LÀ. VAPEUB.

que l'oD devait produire pour traîner de Jootds cmvoû sur nue

route ferrée,

C'est pour résoudre ce problème capiul d'augmenter U quantité de vapeur fournie par une chaudière sans trop accroître ses dimensioDH, que lU. Séguin aîné, alors directeur du chemin de fer de Saint-Ëtienue à Lyon, imi^a, en 1837, la chaudière tubulaire. Après de nombreuses expériences sur les moyens propres îi augmenter la puissance de vaporisation d'une chaudière à vapeur, JVl. Sé^in s'était airôté â l'idée de faire traverser le générateur contenant l'eau !i vaporiser par un grand nombre de tubes de petit diamètre et de faible épaisseur. Ou parvenait, par cette ûmple et él^ante disposition, à alimenter, dans une proportion considérable, la surface exposée ï l'action du calorique. En elfet, les gaz qui provieuueot dé la combustion, dans tefoyer, en traversant ces lubes, vaporisent rapidement l'eau qui remplit leurs intervalles, et provoquent, dans un temps très court, la formation d'une énorme quantité de vapeur. Stepbenson avait adopté pour sa locomotive la chaudière tubulaire, découverte, deux années auparavant, par M. Séguin ; la chaudière de la Fusée, de l'",73 de longueur, était traversée par vingt-cinq tubes de 7 centimètres de diamètre. Le était la première et la principale cause de la puissance mécanique de la locomotive de Stephenson.

Mais h Fusée de Stephenson offrait une seconde disposition nouvelle qui concourait, presque ï l'égal de la précédente, à sa puissance mécanique : c'était le tuyau soufflant. La vapeur sortant des cylindres, au lieu d'être perdue dans l'air comme dans les machines ordinaires à haute pression, était lancée -dans la cheminée. Cet artifice a pour résultat d'ai^^enter l'activité de la combustion du foyer en déterminant un tirage extrêmement énergique. £n elTel, le courant de vapeur qui sort des cylindres est. animé d'une vitesse considérable ; lancé dans la cheminée, il en chasse l'air, et ce mouvement rapide de la vapeur dans la cheminée provoque dans le foyer un appel, c'està-dire un tirage excessivement énergique. L'injection de la

LOeOMOTlTBS. SS

vapeor dam )■ cbeminée est un moyen qui conLribue Mot »i«i actiTement que la forme d« la ctundière i ]» paisMote mécanique des locsmotirei.

Il est impossible de connaître exactement l'auteur de c«tU idée remarquable dont on a tiré un si grand parti de nos jours. Comme toutes les grandes inventions familières, telles que b balance, le mouUn k vent, la charme, le cadran solaire, le cabestan, la navette du tisserand, les lampes, les phares, k rouet, la manivelle du rémouleur, etc. , cette idée semble se perdre dans la nuit des âges écoulés. L'architecte romain, Vitmve, signale dans son ouvrage l'emploi d'un jet de vapeur pour produire mi courant d'air, et, d'après lui, Philibert de Lorme, dans sou Architecture, reconunande, pour pousser la fumée dans les cheminées, de placer •■ quatre ou cinq pieds du foyer un vase sphérique contenant de l'ean en ébnllltion, lequel, dit-il, a par l'évaporation de l'ean, causera un tel vent qu'il n'y « a si grande fumée qui n'en soit chassée par le dessus (1). »

C'est à uu ingénieur français, nommé Mannoury-Dectot, que sont dues les premières notions exactes que l'on ait eues de nos jours sur cet important objet Après avoir reconnu les propriétés d'entraînement que possède un jet rapide d'un flnide quelconque, tel que de l'eau, de l'air ou de la vapenr, cet

(i) Voici le texte de Philibert de Lormo, au chapitre VHI du livre IX de toa Arcbiteelure:

■ Autre remède et invention contra tes fumées. — Par une autre ink vention, il eerait très bon de prendre une pomme do cuivre ou deux, de u la grosseur de 5 à 6 pouces de diamètre, ou plus, et ayant fait un petit * trou par le dessus, les remplir d'eau, puis les mettre dans la cheminie,

■ à la hauteur de 4 ou S pieds ou environ, aûn qu'elle! se puissent » échaulTcr quand la chaleur du foyer parviendra jusqu'à elles, et par D l'évaporation de l'eau causera un tel vent qu'il n'y a si grande TumËe i qui n'en soil chassée par lo dessus. Ladite chose aidera aussi à Taire

■ Bamber et allumer le bois étant au feu, ainsi que Vilruve le montre au u sixième chapitre de son premier livre, n (Page 270 bie de l'édilion de 1G97.) La petite pomme de cuivre dont parle ici Philibert de Lorme, n'était autre chose que Yiolipyle, instrument de physique amusante, et qui n'a jamais reçu, mus cette fonne, aucune application aérieuae.

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56 AFPUCATIOMS DE LA VAPEUB.

ii^^nieur comtnmt diverses machines qui devaient leur mouvement à uDCOurantd'air rapide, détenniu£|Mr l'injectioa d'un jet de vapeur à haute pression dans un tube d'un plus grand diamètre.

Due de ces machines de Mannoury-Dectot consistait dans une danaïdeou sorte de turbine, dont les palettes étaient sollicitées par un rapide courant d'air déterminé par l'injection d'un jet de vapeur è haute pression dans un tube d'un diamètre plos considérable. Cet ii^énieur décrit même, dans sa spécification, un soufflet à vapeur, formé d'un faisceau de tubes soudés à l'extrémité extérieure d'une buse de forge, et dans chacun desquels s'eng^e, d'une petite quantité, un tube efQlé lançant un jet de vapeur très rapide; les jets de vapeur déterminent un courant d'air dans chaque tube et font entrer une très grande quantité d'air dans la buse, de telle sorte que, suivant l'auteur, ■ avec sept ajutages h vapeur ayant un orifice d'ime demi-ligne » de diamètre, correspondant â un même nombre de tubes de n six lignes de diamètre et un pied de longueur, on formerait ' un appareil qui fournirait abondamment le vent i un fourneau » capable de fondre deux mille livres de fonte de fer par •• heure. » Ou peut faire remarquer ici que la disposition des tubes dans lesquels le jet de vapeur détermine la production d'un courant, est exactement celle que l'on emploie encore aujourd'hui pour brûler, par un courant d'air forcé, certains combustibles maigres et très menus sur les grilles des machines fixes (1).

Nous devons ajouter que le physicien PcUetan employa, en 1830, l'injection de la vapeur dans la cheminée pour activer le tirage sur différentes machines ï vapeur, et notamment sur le bateau ii vapeur la Ville-de-Sens, qui faisait le senice de ta Hanle-Seine. Enfm, la même idée était depuis bien longtemps connue en Angleterre; mais personne n'avait encore songé à en tirer parti.

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LocoMoxnEs. 57

L'emploi du jet de vapeur dans la cheminée pour activer le tiri^ était doue connu de temps presque immémorial; mais George StepheusoD eut le mérite de l'appUquer aui locomotives (1). Cette disposition, qui a été depuis celle é|>oque universellement adoptée, constituait la seconde cause de la puissance mécanique et de la vitesse de sa locomotive, la Fusée.

Ainsi Geoi^e Stephenson composa par une suite d'emprunts heureux la machine locomotive. A la France il avait demandé la chaudière tubulaire qui seule pouvait rendre possiUe l'emploi d'ime machine h vapeur sur les chemins de (er; dans le domaine public, en Angleterre, il avait trouvé l'idée du tuyau soufflaid, le seul mode de tirage qui pût rendre très efficace l'emploi de la chaudiëre tubulaire. Pour le reste des dispositions, il conserva les organes principaux qui Tiguraient dans la machine de Trevithick et Vivian, c'est-à-dire dans le premier modèle connu de locomotive que M. Hackworth avait perfectionné avec quelques avantages. Comme Molière, Stephenson prenait son bien où il le trouvait.

En disant que Geoige Stephenson composa, par une suite d'emprunts heureux, la macliine locomotive, nous ne prétendons point diminuer sa gloire, ni porter atteinte à la juste recmi naissance que lui devra la postérité. La cité de Liverpool lui a élevé uoestatue; elle a voulu, par cet imposant hommage, consacrer k jamais te souvenir des services rendus â l'Angleterre par l'un de ses plus illustres enfants: G eoi^e Stephenson n'était, dans sa jeunesse, qu'un simple ouvrier des mines; mais sous la veste du mineur, il y avait un homme de génie. A force de

(1) H Taul cependant faire remarquer que ce mojen le trouvait aiuû eroplojé sur une autre des locomotives présentées au concours de Liverpool, iorXa San%-PareU\«, de N. Hackworth, Ce constructeur avait mime établi deux jels de vapeur dans la clieminée, l'un allernatit, qui provenait de la vapeur sortant des cjlindres à ctiaque oscillation du piston, l'«ulre continu, qui était pria directement à la chaudière au moyen d'un lube en communication r.ontinuelle atec le tu^au de la cheminfe. Ce fait montre bien d'ailleurt que l'emploi de ce procédé existait dans le domaine public.

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5è AFPUCAT10N9 OB U VAPEUR,

mérite et d'applicatiou, il finit par attirer nir lui l'attention de ses chefs, et sans aucune instruction première, par la seule puissance de iion inteli^ence, il réussit I s'élever, dans la hiérarchie industrielle, ï des {wsitions de plus en plus importantes. Seulement, il avait compris, en se heurtant aux mille diGBcultés d'iuie carrière si épineuse, combien lui avait été nuiûblc le défaut de certaines connaissances scientifiques qui sont la base de toute carrière industrielle, et pour aplanir à son jeune fils Itobeit les obstacles qui avaient retardé et attristé son chemin, il passait les nuits à raccommoder des montres pour payer les leçons qu'il faisait donner à son fils. C'est George Slephenson qui avait établi le chemin de fer de Dariington à Stockton, et consimit les locomotives qui servaient au transport de la houille sur cette première voie ferrée. Il avait aussi adopté, le premier, le fer malléable au lieu de la fonte pour la confection des rails. Ingénieur de la comp^nie du chemin de fer de Manchester à Liverpool, c'est à lui que revient la gloire d'avoir créé, à travers des dif&cullés sans nombre et des obstacles inou'is, le premier chemin de fer qui transporta des voyageurs, et qui servit ensuite de modèle pour rexéculion de tous les autres chemins de fer de l'Europe. Parvenu, par ses immenses travaux, aui positions les plus élevées du royaume, il obtint encore la plus douce des récompenses. Ces leçons qu'il faisait donner à son fils, grSce au travail de ses nuits, avaient porté tous leurs fruits. Robert StephensiHi prit part aux travaux de son père et le remplaça après sa mort II avait participé aux recherches de Geoi^e Stephenaon concernant les locomotives, et c'est lui-mËme qui avait construit l'admirable locomotive qui obtint le prix au concours de LiverpooL Aujourd'hui, Robert Stephenson est le premier des ingénieurs de chemins de fer, et le premier constructeur de locomotives de l'Angleterre. Il a attaché sou nom à la création d'un grand nombre de %nes de chemins de fer, non-seulement en Angleterre, mais dans divers pays étrangers, tant en Europe qu'en Asie et en Afrique. Membre du Parlement, placé parmi les sommités du pays, il di^ose du crédit immense dû it sa posi-

tOCOMOTITES. 39

lion et i MO mérite. Mais au milieu des bonueurt qui l'ënvironneat, ce dont il M gJorifîe avant tout, c'est d'être fils de George Stephenson, le pauvre ouvrier, qui passait ses jouroées duu le travaii des mines, et consacrait ses nuits à réparer des montres, afin de pourvoir A l'iustruction de son fils (1).

Depuis que Robert Stephenson conslruisit, en 1829, la locomotive qui obtint le prix au concours de Liverpool, les dispositions de cette machine n'ont subi que bien peu de modifications, et il est remarquable qu'elle conserve aujourd'hui presque en entier le système mécanique qui fut employé dès sa création.

(1) Quelques parsaones ont exprimé le regret qoe, dans le court hlslo-

rlque qui précède, sur U découverte deg chRudIérea tubulaires des locomotives, nous ayons passé sous silence le nom de Charles Dallerj. Nous allons répondre aux observaUons qui noai ont été adressées h ce sujet.

Aucun ingénieur ns peut ignorer qu'il exisle deux espèces de chaudières lubulaires. Dana l'une, l'eau se trouve placée k l'intérieur des lubes, et le combuslible en dehors ; dans l'aulre, l'eau est placide, au ïonlraire, dans l'intervalle des tultes, et ces derniers sont tra»eriés par te courant d'air chaud qui s'échappe du Ibyer pour se rendre dans la cheminée. Avec les premières, on ne peul obtenir tout Au plus que 300 kilogrammes de vapeur par heure, ce qui tait que l'on a toujours inutilement essayé de les appliquer à la locomotion sur les ehenint de ter à voyageurs. Avec les secondes, on a pu obtenir immédiatement t,SOO kilogrammes de vapeur par heure ; aussi leur emploi sur les locomolivei eutil pour résultat la subite création des chemins de fer à voyageurs, car elle permit de réaliser immédiatement des vitesses de dix lieue! à l'heure.

Il ae peut que l'idée des chaudières de la première espèce revienne i Charles Dallery. Hais ce que personne ne peut contester, c'est que la découverte des chaudières où les tubes donnent passage au teu et A l'air chaud, appartienne à M. Séguin aîné. M, Séguin mit le foyer là oti l'on avait songé à placer le liquide, et l'eau à l'endroit où l'on voulait placer le combustible. On peut trouver toule simple cette substitution ; à nos yeux, c'est un trait de génie.

Personne n'a jamais voulu allriboer a M. Séguin la découverte de la chaudière tubataire eit général, dont il avait été fait dans noire siècle diverses applications, telles que la chaudière de Perkins, si bien décrile dans le Trailé de la chalear de M. Péclet, celle du baron Séguîer, et diverses dispositions de générateurs qui ont été employées par des constructeurs anglais pour les locomotives, dans les premières années de notre siècle. Seulement, M. Séguin a perfectionné cette invention de la manière la pins heureuse ; lui-même ne réclame pas nuire chose, ■ Lorsque je con-

Peu de mots vont suffire pour faire wmprcDdre en quw con- «ste cet appareil si remarquable et si simple.

Une locomotive est une machine i vapeur ii haute pression, qui se traîne elle-même, et qui di^se de son excès de pimsance pour remorquer des convois. Introduite daus deux cylindres, la vapeur met en action, par une bielle attachée k la tige du piston, l'arbre ou l'essieu auquel sont fixées les roues motrices; elle s'échappe hors des cylindres après avoir produit cet effet Quant i la destination des divers organes qui com-

• ïultai, nous dit le célèbre inj^nieur dans son livre sur r/n^u«nce dci o chemins lit fer et l'arl de les construire, des conslructeur» Se machines, u «ur le projet que j'avais conçu d'essayer un système inverse de tous «ceux que l'on lentiil alors, c'est-à-dire de faire circuler de l'air chaud

• dans des tubes isolés, de pelftei dlmensioDS, et immergi^s dans l'eau, B au liea d'échauffer dans un Toyer commun une grande quantité de u tuyaux remplis de ce liquide, chacun me reproduisit l'objeclion, etc. • Ainsi, H. Séguin n'a jamais entendu réclamer que la transrarmaliori qu'il a opérée dans un appareil connu avant lui.

Si l'on considère maialeaant que la chaudière tubulaire de Chartes Dallery, destinée à un bateau à vapeur, ne fut point exécutée ; — que sa description ne Tigure quedans un brevet d'invention de cinq ans, décerné à l'auteur, en 1803; — quête texte même de ce brevet est resté inconnu de (eus, puisque dans la Collection des brevet» d'inventinn empiras on n'en rapporte que le litre sous l'annonce de Mobile perfectioimé applitiué aux wnes de transport ;— enfin, que cette invention de Dallery n'a été rendue publique que dans ces dernières années, grâce aux démarches actives et à la sollicitude ardente de sa famille ; — on comprendra qu'il soit impossible d'admeltre que le brevet de Dallery ail exercé la moindre iiinuence sur la construclion de la chaudière à tubes à /eu, qui a amené en Europe la création des chemins de ter actuels. Faire intervenir te nom de Dallery dans une histoire sérieuse des chemins de fer, ce serait s'élever contre l'unanimité des témoignages contemporains, porter atteinte aux droits les plus justement acquis, à l'une de nos gloires nationales; ce serait venir en aide aux écrivains anglais qui combattent encore pour ^ire attribuer à Stephenson la découverte des chaudières tubulaires des locomotives - en serait, en un mut, contredire l'histoire.

C'est pour ces motilï, qu'à l'exemple de tous ceux qui se sont occupés jusqu'à ce jour de l'histoire des chemins de fer, nous avons dd passer sons silence, à propos de cette question, le nom de Dallery, inventeur peu connu, mais digne des sympathies publiques, et auquel noua n'avons pas manqué de rendre justice dans i'occaiion.

LOCOHOTITES. 61

posent nne locomotive, un simi^e coup d'œil jeté sur cette élégante machine, permet de s'en rendre compte.

Dans une locomotive, la chaudière occupe l'espace cyliodriqoe alkHigé qui se trouve au milieu du véhicule. Cette chaudière, Amt le foyer est de cuivre, est formée d'une' eavelof^ cylindrique de tôle de fer, traversée i l'intérieur par 80 !i 100 tubes de cuivre par lesquels se d^geat les gaz [miveDant du foyer, et qui ont pour effet d'échauffer très rapidement l'eau contenue entre leurs intervalles. la vapenr, fonnée dans la chaudière, se rend dans les deiuc cylindres qui sont placés tantôt à l'extérieur, c'est-à-dire en dehors des roues, tantôt à l'intérieur. Les pistons des deux cylindres ï vapeur agissent sur luie bielle articulée, et font tourner l'arbre sur lequel sont fixées les deux roues motrices. La pn^ression de ces deux ruues entraîne la progression de la locomotive eutiùre. En sortant des cylindres, la vapeur est dirigée dans l'intérieur de la cheminée ; elle s'élance dans cet espace par le iuyau soufflant, que l'on désigne dans les ateliers sous le nom d'échappement; son injection continuée provoque, par sa propriété A'etUrainement, im tirage des plus actifs dans le foyer.

L'immense développement des chemins de fer eu Europe a amené divers perfectionnements dans ta construction des locomotives, sans introduire pourtant de modification fondamentale dans l'ensemble de leur mécanisme. En 183U, sur li^s locomotives de Robert Stephenson, la surface que la chaudière présentait ^ l'action du feu ne dépassait guère 5 â 6 métrés carrés. Vers 1S35, la surface de chauffe était portée â ÙO onli5 mètres, et par CMiséqneut, la puissance de traction s'augmentait dans nne proportion correspondante. Elle s'éleva, en 1845, à 70 ou 75 mètres, et atteignit en 1850 jusqu'à 100 et 130 mètres. Nous verrons enfin que, dans un autre système, on a pu. en 1855, atteindre le chiffre énorme de 190 à 200 métrés carrés de surface de cfaaulTe.

D^uisl830, la pression de la vapeur a été portée de trots à sept, ï huit, et jnsqu'ci neuf atmosf^ères.

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Le poids des locomotifes et par consêqueat leor adhérence sur les rails et leur effort de tractioii, a aubi une pir^ression tout aussi rapide. La Fusée de Roliert Steplienson, locomotive à quatre roues, ne pesait que U tonnes et demie. En 1835, les )o«iniotives pesaient de 13 ï 13 tonnes, avec six roues; 22 tonnes en 18£i0; 30 tonnes en 18&5, et 36 tonnes en 1850, toujours avec six roues; enfin, les locomotives du système nouveau, dont nous allons avoir à parler, et qui, portées sur douie roues, doivent développer une puissance de traction très considérable, ont pu atteindre le poids énorme de 65 tonnes.

jDsqu'ii l'année 1851 , les locomotives n'avaient donc présenté dans leurs dispositions aucune modification essentielle. Mais on changement d'uue haute importance a été introduit, à cette époque, dans le système de leur construction. Pour réaliser sur les chemins de fer des vitesses de plus en plus grandes, on n'avait eu d'autre moyeu, jusqu'à l'année 1851 , que d'augmenter le diamètre de la grande roue motrice. On ne pouvait néanmoins pousser cette augmentation au delà de certaines limites, et voici pour quel molir : La chaudière d'une locomotive est placée audessus des essieux des roues ; en augmentant le diamètre des roues on donnait nécessairement à la chaudière, et par conséquent à la locomotive elle-même, une hauteur de plus en pins considérable. On avait atteint, en 1851, la limite extrême d'élévation de la chaudière, que l'on ne pouvait dépasser sans compromettre l'équilibre et la stabilité de tout le système; il semblait, par conséquent, impossible de dépasser la vitesse obtenue jusque-lï. Mais an ingénieur anglais (it faire un pas immense i cette importante question en im^inant de placer les roues motrices à i'm-rière de la chaudière, ce qui permit de donner au diatnètre de ces roues une hauteur illimitée, et par consélpient d'augmenter dans la même proportion la vitesse des convois. C'est dans les ateliers de Stephenson que M. Crampton fit construire, en 1851 , ia première locomotive de ce genre, la Folfcstone, qui, avec des roues de i',S5, put immédiatement atteindre jusqu'à une vitesse de 40 lieues à l'heore. Ondoimele

LOGOHOTIVEe. 05

nom de machines Crampton i ce syHème de locomotives, nom qu'il importe de conserver pour consacrer te souvenir du service capital que nous devons à l'ingénieur anglais. C'est par l'emploi des locomotives Crampton, qui ont été adoptées pour la première fois en France sur les chemins du Nord et de l'Est, que l'ou a pn obtenir, d^s l'année 1852, des vitesses normales de 75 à SO kilomètres par heure, et qui peuvent atteindre jusqu'à 110 à 120 kilomètres.

Enfin, en 18S&, un dernier per/ectionuement, tout aussi important que le précMent, i été apporté au système des locomotives par deux ii^énieurs autrichiens.

Une grande vitesse n'est pas la seule condition i laquelle doive satisfaire im chemin de fer. Le transport des marchandises joue dans ces csploitalions un rôle de la plus haute importance, et ce service exige des locomotives d'une coostrnciion spéciale. Il importe, en effet, h la sécurité de la voie de diminuer autant que possible le nombre de convois circulant sur la même ligne; de là la nécessité de former des trains de marchandises d'une grande longueur et d'un poids très considérable 11 fallait donc aborder ce problème, jusque-lï très imparfaitement résolu, de créer des locomotives particulières, réunissant h la longueur, au poids et â la stabilité des trains, toute la flexibilité nécessaire pour tourner dans les courbes du plus petit rayon.

Sur le chemin de fer de Vienne à Triesle, le long de la moiH tagne de S&mmering, il existe des pentes d'une inclinaison considérable qu'il a été impossible d'éviter (1). Avec le système de locomotives employé jusque dans ces derniers temps, on ne pouvait parvenir à faire surmonter ces rampes par les convois de marchandises pesamment chargés. C'est pour parera cette grave difficulté que le gouvernement autrichien, en 1851, ouvrit pn concours pour la construction de locomotives à petite vitesse, pouvant remonter des pentes avec des convois très pesants, et sur

(1) Ce chemin de Ter oITre une pente continue de 25 miltimâlrcs par mètre, et forme un lacet très sinueux, dont le rayon de courbure deicsnd friquammant i 110 mètrei.

D,M,IcdB,GOOglC

6ft APPUCATIONS DE LA TAPEUR.

une voie oiïrant des courbes d'un assez petit rayou. Le |Hix fut remporté par la Bavaria, locomotive construite à Monicli, dans les ateliers de MalTei.

La niodirication apportée par le constructeur aui dispeûtions de la locomotive ordinaire, consistait ii réunir la locomotive proprement dite avec le tender, ou wagon d'approvisionnement Des chaînes sans En, partant de l'essieu des roues de la locomotive, venaient agir sur un système de roues dentées fixées sur l'un des essieux du tender. De cette manière, le tender, faisant corps avec la locomotive, deux de ses roues participaient ï. la traction, et le Icnder ajoutait une partie de son poids à celui de la machine pour augmenter l'adhérence sur les rails, renforcer ainsi le point d'appui de la puissance de la vapeur, et par conséquent accroître de beaucoup l'énergie totale de l'action motrice de l'appareil.

Bien qu'il eût obtenu le pris au concours ouvert par le gouvernement autrichien, le système adopté sur la Bavaria ne répondait pas complËtemenl aux conditions requises pour les locomotives à petite vitesse. On employait, pour ce mécanisme, les chaînes sans fm dont on avait fait us^e à l'époque de la création des premières locomotives, avant la découverte des chaudières tubulaires. Mais les inconvénients qui étaient résultés, à cette époque de l'emploi des chaînes, ne manquèrent pas de se reproduire; ces chaînes se hrisaicnt fréquemment par les brusques variations dans l'iatensité de la force motrice, ou dans la résistance à surmonter, et cette circonstance rendait très dilEcile l'emploi des locomotives de MalTei.

Ce n'est qu'en 1853, que l'important problème de la construction des locomotives à pedle vitesse, a été résolu par l'ingénieur Es^erth, conseiller technique à la direction générale des chemins de fer de l'État, en Autriche, qui a modifié d'une manière très avant^euse le système de Maffei. On admirait à l'Esposition une très belle locomotive, le Duc-de-Brabwit, construite par la société Cochciill, propriétaire des m^niliques ateliers de Seraing, en Belgique. Cette locomotive offrait la réalisation complète du reinarquablesystèmcadoptéparM.Ëngerth, et elle en faisait corn-

prendre les détails. Il importe donc d'eu donner ici la description.

Dans les machines de M. EngerUi, le tender fait corps avec la locomotive; cette dernière porte ainsi elle-même sou approvlsloo' nement d'eau et de combustible, ce qui lui a fait donner dans les ateliers le nom de inachine-lender. Une jMrtie de la chaudière vieat reposer sur le tender en portant sur l'essieu de ses premières roues. La locomotive ou la machine proprement dite, repose sur quatre paires de roues. De ces quatre paires de roues, trois sont couplées entre elles, c'est-à-dire reçoivent, par des bielles, k mouvement imprimé a l'une des roues par le pistou des c)liudres iivapeur; elles laissent donc, à leur tour, comme roues motrices pour opérer la traction. La première paire de roues du tender reçoit ^^ement un mouvement de rotation qui lui est communiqué par la dernière roue de la locomotive. C'est au moyen de roues dentées placées au-dessous de la chaudière, que s'exécute ce renvoi de mouvemeni, qui fait ainsi concourir une partie du teuder â l'adhérence de tout le système Ajoutons que, d'après une disposition empruntée aux locomotives américaines, le tender estpounud'un système d'articulation, d'unesortcde cheville ouvrière analogue à celle qui sert à rendre mobile l'avanttrain de nos voitures. Cette articulationa pour résullatdepernieltre à la madiine de tourner indépendamment du tender, et de pouvoir ainsi se pUer, jusqu'il un certain point, aux sinuosités de la voie ferrée. Oisons enlin que dans la locomotive Emjerlli, les cylindres à vapeur sont placés à l'extérieur des roues, ce qui offre l'avantage de laisser à découverl. souslesycux du mécanicien, toutl'appareil d'introduction de la vapeur, et de faciliter beaucoup les ré|>arations «[ue demande souvent cet oi^ane délicat.

Telle est, dans son ensemble, la disposition des locomotives du système Engerth. Elles ont pour avaiiUge de développer une puissance de tractiou des plus considérables, qui leur permet de reuionter de fortes pentes avec une assez grande charge, et de remonter des pentes énormes avec des charges plus faibles. Ce résultai tient au poids de la machine qui augmente l'adhérence sur les rails, multiplie les points d'appui et permet d'appliquer

une grande puissance de vapeur. Vu secoud avaniage de ces nouvelles locomotives à puliie vitesse, c'est de pouvoir tourner avec les plus longs convois daus des courbes d'uu médiocre rayon ; elles peuvent se plier, à l'instar des machiues américaines, aux sinuosités les plus prononcées de la voie.

Nous venons de retracer les perfeclionueiiients principaux qui ont été apportés i. la machine locomotive depuis sa création par les deux Ste])heuson. Pour résumer ce tableau, il nous reste à dire comment se di^isent aujourd'hui les divers genres de loco* nioiivesqni servent i l'exploitation des chemins de fer.

Les locomotives se di>isent en trois classes, sdon leuï forme et la nature de leur service : les machines à grande viteme ou machines à voyageurs :ies machines à pelile vitesse ou machinei à marchandises; et les machines mixtes.

Les mactiines affectées au transport des voyageurs marcbeut avec une vitesse moyenne de Ù5 kilomètres â l'heure, non roinpi'is les temps d'arrêt. Les locomotives de marchandises marchent seulement îi la vitesse moyenne de 25 kilomètres à l'beure ; mais elles remorquent des convois très considérables. Sur des chemins d'une pente faible et moyennement accidentés, elles peuvent, en effet, traîner jusqu'à cinquante wagons cliargés de dix tonnes de marchandises; ce qui revient, avec le poids de la machine, à 700 ou 725 tonnes. Sur les chemins de niveau, le poids remorqué pourrait s'élevcrjusqu'âlÔOO tonnes. Enfin, les machines mixtes, consacrées îi remorquer les train» mivles et omnibus, c'cst-è-dire ceux qui s'arrêtent à toutes les stations et peuvent traîner b Ja fois des voyageurs et des marchandises, doivent réaliser, en moyenne, la vitesse de 35 kilomètres ï l'heure.

Les locomotives â voyageurs, que l'on construit souvent aujourd'hiu dans le syslftme Crampton, sont montées sur six roues, la roue motrice se trouvant placée à rarrlèie. Destinées h réaliser de grandes vitesses, elles se reconnaissent â leurs formes svelles et élancées, qui rappellent celles du cheval de course. Au contraire, les machines à marchandises, destinées seulement à développer une grande puissance do tractioo, rappellent les

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cvactères du cheval de trait; eUe« sont baues et comme runasséei; ^es sont traînées par de petites roues, pour développer nn effort puissant, plutât que pour courir avec vitesse. Dans les macliiiteB à marchandises, les roues sont en général presque toutes égales et couplées, c'est-b-dire liées l'une !i l'autre au moyeu d'une tige de fer pour se commuaiquer réciproquement leur mouvement de rotation. Le nombre de ces roues est de six ïbuit, mais il est quelquefois de doute, et peut s'élever jusqu'i quatorze. Quant aux locotuotives mittes, qlles participent, dans une proportion variable, des deui machines précédeutesj elles inclinent veis l'un ou l'autre de ces types, selon les circonstances et les cfTcls à produire. Elles sont ordinairement portées sur ni roues, les grandes roues couplées se trouvant toujours placées k l'arrière, selon le système Crampton.

L'Exposition universelle offrait une représeutalion magnifique de l'état actuel des locomotives; plus de vingt de ces machines, envoyées par divers pays de l'Europe, permettaient de se rendre on compte fîdËle de l'état présent de la science et de l'industrie en ce qui concerne la locomotion sur les voies ferrées. Eu passaut en revue les locomotives qui se trouvaient rassemblées au palais des Champs-Elysées, nous donnerons donc une idée exacte de l'état présent de cette branche importante de l'industrie chez les principales nations.

Conformément à la division indiquée plus haut, nous examinerons successivement, pour la revue des locomotives qui se bvuvaient réunies à l'Exposiilon universelle : 1° les machines à grande vit^se ; 2° les machines à marchandises ou à petite vitesse ; 3° les machines mixtes.

Machines à grande vUene. — Les atehcrs de M. Cail, à Paris, avaient envoyé !i l'Exposition deux locomotives ï grande vitesse; l'une d'elles était construite dans le système Crampton, et l'antre selon l'ancien système, c'est-à-dire avec les roues motrices placées au milieu et non à l'arrière de la chaudière. La première attirait avec raison l'atteutioii des curieux. Le constnic-

OOg If

leur avait eu la pensée de manifester aux yeux l'excellence de ses machines, en présentant au puUic une de ses locomotives qui a fonctionné pendant six ans sur la voia où elle a elTectué un parcours moyen de fiO.OOO kilomètres. On lisait surun carton lîxésur la machine, le nombre et la durée des services qu'elle a exécutés, et qui se trouvaient attestés d'ailleurs d'une manière suffisante par l'usure extérieure, par les bosselures et les éraiUures résultant des chocs qu'elle avait subis pendant ses voyages prolongés. Au milieu des autres loQomolives qui sortaient brillantes et parées des ateliers de constructioD, l'œil s'arrêtait avec res])ect et satisfaction sur ce vétéran du service des chemins de fer, qui ne semblait pas encore disposé îi terminer là sa carrière.

Les ateliers de M. Cail, d'où était sortie cette machine, peuvent produire de 80 à 100 locomotives par an ; ils figurent, pour ce genre d'établissement, au premier rai^ de l'industrie française.

Il est juste de rappeler, à propos de cette locomotive Crampton, que le chemin de fer du Nord a eu le mérite d'adopter le premier ce genre de locomotive. EnlSùS, l'achèvement des enil»-anchemenls du Uttoral, en imprimant une accélération nouvelle aux communications avec l'Angleterre, nécessitait l'établissement de trains express, réclamés d'ailleurs parl'administratioD des postes. La compagnie du chemin de fer du Nord n'bésila pas, pour satisfaire à cette nécessité, à créer un matériel de traction spécial et h remanier en entier le matériel qu'elle possédait alors. Elle commanda, sur les pLins de M. Crampton, que personne n'avait encore adoptés pour un service régulier, des locomotives à grande vitesse. Le succès de ces locomotives, établies sur la ligne de Calais, détermina bientôt une accélération générale de la marche des voyagems. C'est, eu effet, de l'introduction de ces machines sur le chemin de fer du Nord que date, en France, l'établissement des trains express qui parcourent les distances de nos grandes %nes de chemins de fer, et qui permettront, sans doute bientAt, aux voyageurs partant de Paris en été d'atteindre, tntre le lever et le coucher du soleil, les points les plus reculés

l(h:omotives. btt

L'exposition anglaise présentait deux liicoinotivfs Si grande

vitesse; l'une, i'Emperor, sortait des ateliers de >l. Robert Ste-

pbenson; l'autre, l'Eugénie, des ateliers de SI. Fairiiaim, ï

HanchflSter.

La locomotive de Robert Stephenson, VFmperor, est portée sur six roues, la grande roue motrice se trouvant placée â rarri&re de la chaudière. Dans la locomotive de M. Stephenson , comme dans la plupart des locomotives anglaises, les cylindres à vapeur ne sont pas placés îi l'extérieur comme dans le système Crampton; ils sont à l'intérieur, dans la boite h fumée, ou plutOt un peu au-dessous de cet espace.

Cette circonstance n'est pas indifférente h noter. C'est, eu effet, parmi les ingénieurs et les constructeurs de locomotives, un grand sujet de discussions et de controverse que la position à donner aux cylindres à vapeur. Si l'on place à Tintérieur, c'està-dire dans la bt^te â fumée ou au-dessous, les cylindres A vapeur, on a l'avantage de les maintenir à une température plus élevée, d'empêcher leur refroidissement par suite du rayonnement à l'air libre, ce qui diminue la dépense de combustible, et permet d'éviter une partie de la condensation de la vapeur à l'intérieur des corps de pompes, cause de détériorations fréquentes pour cette partie délicate de l'appareil. Enfin la position intérieure des cylindres augmente la stabilité de la machine, permet le couplement des roues et diminue le mouoement de lacet, c'est-à-dire cette oscillation bien connue du wagon sur les rails, qui résulte de ce que la traction s'exerce sur des points inégaux et non par le milieu de la locomotive. Ce mouvement, si désagréable pour les voyageurs, est atténué lorsque les cylindres sont placés â l'intérieur, puisque la force motrice se trouve ainsi appliquée plus prés du centre de gravité du sj-stëme. Mais, d'un autre cdté, avec les corps de pompi?s placés en dedans, il faut faire usage d'un essieu doublement coudé pour recevoir l'action du pistoiL Or, le travail de ces pièces de fer est, dans les ateliers, d'un prix fort élevé; de plus, par suite de la multiplicité des axes, elles sont sujettes â tme rupture que rien ne («ut faire

prévoir ou empêcher, et doDt la catastrophe du chemin de fer (le Versailles offrit un déplorable exemple. Enfin, avec le méoauisme placé â l'intérieur et entre les roues, la surveillance et l'entretien de l'appareil sont tiès diiliciles. Quand on veut donner aux cylindres un diamètre considérable, afin d'augmenter la puissance motrice, on est obligé de placer les tiroirs sur le-. côté; or, ces tiroirs, oignes très délicats qu'il est souvent nécessaire de démonter et de visiter, se trouvant placés tout à fait à la partie inférieure de la locomotive, leur accès devient eilrOmement difficile a péuible pour l'ouvrier chargé de ce travail Par toutes ces considérations réunies, il semble préférable d'adopter la disposition géuéralemeiit suivie en France, qui consiste à placer hors des roues les cylindres à vapeur. Toutefois, M. Stqjhensou est toujours resté fidèle au cylindre placé à l'intérieur, et l'autorité de ce constructeur, qui jouît en Europe d'un si juste crédit, doit être prise en sérieuse considération dans une question sur laquelle les ingénieurs discutent depuis quinze ans, sans pouvoir s'accorder.

L'Eugénie, machine de M. Fairbairn, de Manchester, digue émule de Itobert Stephenson, est portée sur sis roues, la grande roue motrice se trouvant placée au milieu ; Ips cylindres )t vapeur sont placés à l'intérieur. Les roues ont a-.iia de diamètre, et les essieux sont de fer creux, innovation toute récente. Elle est suspendue sur des disques de caoutchouc qui remplacent les ressorts d'acier, selon le système Coleman; sa vitesse peut atteiildie jusqu'à 18 lieues à l'heure.

La chaudière de cette machine est conçue sur un système nouveau, et qui uousparaît d'une grande iiuportauce. Elle n'a eu effet, que la moitié de la longueur ordinaire ; ou est arrivé i ce résultat en diminuant le diamètre des tubes à fumée, ce qui a permis d'augmenter leur nombre dans une proportion vraiment remarquable. Ces tubes sont au nombre de ^00, ce qui multiplie singulièrement la surface de chaulTe. Ce qui a permis d'atteindre îi ce résultat, c'est l'emploi d'une vaste chambre de combustion, où les produits gazeux sortant du foyer, et qui simt