Tel est le frein Guérin

donné lieu à des rapports très favorables des ingénieurs et paraît réunir toutes les conditions exigées de ces sortes d'appareils.

On a cherché depuis longtemps dans un autre principe que celui du frottement du sabot sur les roues un moyen d'arrêter progressivement un train en marche, qui n'ait pas les inconvénients des freins. Ce principe est celui de l'emploi de la contre-vapeur. Mais la difficulté était grave, car si l'on peut, quand un train est en repos, utiliser le levier de changement de marche pour obtenir un mouvement du train en sens contraire, l'emploi de ce renversement de la vapeur ne laisse pas que d'être difficile à employer et d'amener des conséquences graves, si le train est en mouvement ; alors en effet, les gaz brûlants de la combustion et les cendres s'introduisent dans le cylindre et peuvent le détériorer gravement. Mais, grâce à des dispositions nouvelles dans les organes de la machine, on est parvenu à éviter ces inconvénients. Voici dans quels termes un de nos ingénieurs distingués, M. Baude, rend compte de ces importants progrès : « On a pu tirer parti de ce principe (la contrevapeur) et faire du renversement du tiroir un frein énergique et utile, en évitant toutes les conditions fâcheuses qu'entraînerait son emploi sans préparation préalable. Pour cela, on a disposé la machine de manière à faire précéder ce renversement par l'arrivée de la vapeur de la chaudière à l'entrée

de Torifice d'échappement du cylindre. Cette vapeur refoule les gaz du foyer, et est seule aspirée dans le cylindre pendant la marche contrastante du piston. Elle y est comprimée et, dès lors, échauffée, et elle rentre ensuite dans la chaudière. Pour éviter un échauffement trop considérable, on a essayé aussi d'injecter dans le cylindre, non pas de la vapeur seule, mais un mélange de vapeur et d'eau, et quelquefois, on n'y a mis que de l'eau seule. C'est, en effet, réchauffement des organes du mécanisme qu'on s'est appliqué à combattre, et une émulsion de vapeur et d'eau, telle qu'elle résulte de la projection d'une certaine quantité d'eau hors de la chaudière, est éminemment propre à enlever, par la vaporisation de l'eau liquide, cet excès de chaleur provenant de la compression du mélange semi-gazeux qui est aspiré par le cylindre. L'application de cette théorie a été fort simple et a produit d'excellents résultats. Et maintenant, sur certains chemins de fer, la contre-vapeur est employée dans tous les cas, môme pour l'arrêt des trains aux stations; 2000 locomotives sont en ce moment disposées suivant ce principe. Le chemin de fer de Paris à Lyon en a 1400; celui d'Orléans en a 80 ; celui du Nord en a près de 200 ; la compagnie du Midi installe 85 machines à contre-vapeur; celle de l'Est en modifie 128. Il y a lieu de penser que leur usage deviendra général, et que les questions de détail, jusqu'à présent un peu in-

certaines, seront résolues d'une manière complète par des études pratiques*. » C'est sur le chemin du Nord de l'Espagne, dont les lignes présentent de fortes pentes, que l'emploi de la contre-vapeur comme frein a été appliqué pour la première fois, sous la direction d'un ingénieur français M. Ricour, et d'après les conseils de M. Le Chatelier.

La question des freins a pris, dans ces dernières années, une importance considérable. Le problème a été posé d'une façon plus complète, et les résultats pratiques auxquels on est parvenu sont de tout point remarquables; disons-en deux mots. Les inventeurs se sont appliqués à imaginer des appareils continus et automatiques y c'est-à-dire pouvant embrasser sans exception tous les véhicules d'un train, et agir spontanément en cas d'accident, de rupture d'attelage, etc. Divers systèmes ont résolu ce double problème, et de ce nombre est le frein Achard à transmission électrique . On a employé comme mode de transmission, tantôt l'air comprimé, tantôt l'air raréfié. Au premier système se rattache le frein Westinghouse, où c'est Tair comprimé qui s'oppose au serrage des roues par les sabots : l'ouverture d'un robinet par le mécanicien fait cesser ce travail , et les sabots entrent aussitôt

1. Comptes rendus des séances de la Société d* Encouragement, 9 avril 1869. Sur 30 machioes pour voie normale exposées en 1878, 20 étaient disposées pour l'emploi de la contre -vapeur comme frein.

en action. Dans le frein Schmitl, c'est le vide qui produit le même effet. On a essayé aussi des freins continus à transmission hydraulique; mais les inconvénients des fuites, des gelées dans les pays froids, ou pendant l'hiver, ont empêché l'adoption de systèmes d'ailleurs fort ingénieux.

Entrons dans quelques détails sur les plus récentes améliorations apportées à ces appareils et à leur mode de fonctionnement dans les trains. Passons rapidement en revue les divers systèmes, qu'on peut ranger en quatre catégories, selon qu'il s'agit de freins isolés sur wagons, ou de freins disposés par groupes, de freins sur machines, ou enfin de freins continus, c'est-à-dire permettant à l'agent chargé de la manœuvre d'agir simultanément sur les freins de toutes les voitures d'un convoi.

L'ancien et primitif système des freins isolés manœuvres à main par autant d'agents spéciaux, a reçu depuis longtemps toutes les améliorations désirables. Cependant on a substitué avantageusement à l'emploi de freins à quatre sabots, celui d'appareils agissant sur huit sabots. La raison de cette substitution est que, la force des freins ayant été progressivement augmentée en raison de l'accroissement de la charge et de la vitesse des trains, l'effort des sabots sur les roues était trop énergique et déplaçait les fusées des essieux dans leurs boîtes. En répartissant cette action sur huit

roues, rinconvénient dont nous parlons n'existe plus.

Les freins Héberlein et Becker appartiennent à la seconde catégorie, celle des freins disposés par groupes. Une roue d'entraînement est mise en mouvement par friction sur l'essieu, et une chaîne qui s'enroule sur elle met en action, non seulement le frein de la voiture qui la porte, mais les deux ou trois véhicules suivants. Le contact avec l'essieu n'a lieu, bien entendu, qu'au moment où l'on veut faire agir les freins. Dans le frein Becker, il y a deux roues de friction. Le premier a été appliqué parla compagnie d'Orléans, le second sur la ligne du Nord-Autrichien. Se rattachant à la même catégorie, est le frein Lefèbre et Dorré, qui utilise les refoulements des tampons produits par le ralentissement de la machine. Ce mouvement met en jeu les pièces qui commandent les sabots de tous les freins du train. Mais il y a eu là une difficulté à résoudre. Il fallait que, dans le cas de marche en arrière, le rapprochement des tampons fût sans action sur les freins. Des expériences nouvelles ont paru nécessaires pour qu'on puisse être assuré que le mécanisme permettant cette double solution contradictoire est vraiment efficace.

Les freins sur machines sont manœuvres, tantôt à la main, soit par vis, soit par crémaillère, tantôt par l'emploi de l'eau comprimée, de l'air comprimé ou du vide. Parmi ceux-ci, on cite notam-

ment le frein hydraulique Webb, et le frein à air de Riggenbach. Ce dernier est surtout utilisé pour modérer la vitesse de descente des trains, sur les lignes de très fortes pentes, qui exigent l'emploi de locomotives spéciales et d'un rail central à crémaillères. Nous dirons un mot plus tard de ce système spécial de chemins de fer.

Nous nous étendrons un peu plus longuement sur les freins de la quatrième catégorie, sur ceux que Ton nomme continus. C'est qu'en effet l'adoption de plus en plus générale des divers systèmes compris sous cette dénomination, constitue la plus grande innovation apportée à cette partie du matériel roulant des chemins de fer. Nous avons déjà cité le frein électrique Achard et les freins Westinghouse et Smith. Ajoutons, à ce que nous avons dit du premier de ces systèmes, l'appréciation suivante d'un homme compétent en ces matières : « Les freins électriques, quelles que soient leurs dispositions, ont été, jusqu'à ce jour, d'une application difficile. On constate, dans les essais, des dérivations inexplicables, qui s'opposent au serrage ou font agir les freins sans cause apparente; dans ces circonstances, le personnel des trains n'est souvent pas à même d'apprécier les mesures à prendre pour remédier à ces inconvénients. L'électricité est un agent délicat et capricieux dont le maniement ne peut être confié qu'à un personnel spécial, et cette condition n'est pas

un mince obstacle à un emploi sur une grande échelle. En outre, les actions des freins électriques, par leur instantanéité même, sont d'une énergie qui atteint la brutalité et peut occasionner de graves accidents. Par contre, l'électricité au point de vue de la simplicité dans la transmission de l'action d'un véhicule à l'autre, offre des avantages tels qu'il ne faut pas désespérer de son emploi. En ce moment même (1880), la- compagnie de l'Est française poursuit une nouvelle série d'expériences sur plusieurs véhicules pourvus du frein électrique Achard. Nous ne saurions d'ailleurs parler de ces freins sans rendre hommage à la persistance de M. Achard ; cet homme honorable a consacré sa vie à chercher les moyens de réaliser une idée ingénieuse ^ »

C'est à l'air comprimé que M. Westinghouse a emprunté la force qui fait mouvoir simultanément les sabots des freins sur tous les véhicules d'un train. La locomotive est munie d'une petite pompe qui comprime à 4 ou 5 atmosphères l'air dans un réservoir logé sous le tender. Une conduite longitudinale, formée de tuyaux fixés sous les voitures et de tuyaux en caoutchouc reliant les parties fixes dans les intervalles, met en communication le réservoir du tender avec un cylindre installé sous

\ . te matériel des chemins de fer à V Exposition universelle de 1878, par M. Jacqmin*

chaque voiture. L'air comprimé agit sur le piston du cylindre et par lui sur les sabots du frein qui entrent en action dès que la communication est établie. Dans une autre combinaison du même inventeur, la pompe de compression enmagasinc Tair dans des réservoirs métalliques placés sous les voitures. Quand le mécanicien, par la manœuvre d'un robinet, met la conduite générale en communication -avec l'atmosphère, le piston d'un organe assez compliqué nommé triple valve se met en mouvement et détermine la communication de chaque réservoir avec un second piston qui actionne le mouvement du frein.

Ce frein, très énergique, agit avec une excessive rapidité et automatiquement : toute rupture d'attelage mettant la conduite générale en communication avec l'atmosphère, détermine instantanément son action.

Le frein continu de M. Smith est plus simple. Il est fondé sur l'action de la pression atmosphérique agissant sur les deux fonds rigides d'un sac en caoutchouc dont la forme est celui d'une lanterne vénitienne, et qui est placé sous chaque voiture 4 Quand on fait le vide dans le sac, le fond mobile se rapproche du fond fixé au châssis et ce mouvement suffit pour faire agir le mécanisme du frein et appliquer les sabots contre les roues. Une conduite générale relie les sacs de tous les véhicules, et c'est par l'intermédiaire de cette conduite, qu'un

jet de vapeur lancé par le mécanicien à Tintérieur du tuyau , produit un entraînement de Tair qui suffit pour abaisser la pression à une demi-atmosphère*.

Les expériences des freins continus et automatiques se sont faites en Angleterre, en Autriche, en France, etc., sur une grande échelle, et il ne paraît pas douteux qu'ils rendent de grands services sur les lignes à trains rapides et nombreux.

Puisque nous venons de parler des moyens artificiels de réduire le mouvement d'un train par l'accroissement de la résistance due au frottement des. roues sur les rails, ce serait le cas de rechercher d'une façon plus générale quelle est la résistance éprouvée par ce train dans les circonstances ordinaires : c'est l'affaire de l'ingénieur, qui déduit de ses calculs des combinaisons nouvelles pour le moteur, les voitures, le matériel fixe et le profil de la voie. Qu'il me suffise de rappeler qu'indépendamment du frottement sur les rails, si variable avec les influences climatériques, avec les pentes, les rampes et les courbes, il faut tenir compte des frottements des fusées sur les cous-

1. Deux ingénieurs français^ MM. du Tremblay et Martin avaient pris un brevet, en 1860, pour un frein pneumatique analogue. Un ingénieur autrichien, M. Hardy^ a remplacé le sac en caoutchouc par un cylindre métallique muni intérieurement d'un diaphragme mobile en cuir. Le mouvement de ce diaphragme entraîne un piston et la tige de ce dernier commande les sabots. Mais ce système n'est pas automatique, comme les freins Smith et Westinghouse.

sinets des boites à graisse, comme aussi de la résistance de l'air, qui s'oppose au mouvement des wagons avec une énergie proportionnelle au carré de la vitesse. Le vent, qui prend un train tantôt en face, tantôt sur le flanc ou en arrière, n'est pas non plus sans produire, sur la vitesse du train, une influence appréciable.

Voilà des considérations qui, au premier abord, semblent intéresser la théorie seule. En y réfléchissant, on comprendra aisément qu'elles sont, en réalité, en corrélation intime avec la dépense d'exploitation. Mais laissons-en la méditation aux gens du métier.