CHEMINS DE FER ET TRAMWAYS SIR FORTES RAMPES

Avant de passer aux applications qui ont été faites de la traction par c&bles au transport des voyageurs tant à l'intérieur qu'à Texterieur des villes, il n'est pas hors de propos de dire quelques mots de remploi pour le même objet de la crémaillère, dont les premiers essais paraissent dus aux ingénieurs américains.

Chemins de fer à crémaillère. — Ce système proposé, si Ton en croit un rapport de M. J. Becker à la société américaine des ingénieurs civils, dès 1831 par Emor Rimber de Rimberton, a été tout d'abord employé par M. Cathcart pour l'exploitation de la rampe de Madison (Ohio) sur le chemin de fer de Madisonàindianopolis, qui présente une rampe de 0*",059 par mètre sur 2150 mètres de long; il n'a été abandonné qu'en 1867, époque à partir de laquelle on lui a substitué l'exploitation au moyen, de machines ordinaires, beaucoup plus économiques et permettant en outre de réaliser des vitesses plus considérables.

Une année auparavant, M. S. Marsh» de Chicago, commençait, sur le mont Washington «dans le New-Hampshire, la construction d'un chemin de fer à crémaillère centrale, qui a servi depuis de type à plusieurs chemins de fer établis dans les mêmes conditions, notamment à celui du Rigi.

Le chemin de fer de Moiint Washington^ qui est seulement fréquenté par les touristes dans la belle saison, sert à gravir une hauteur totale de 1098 mètres en s'élevant de l'altitude de 823 mètres à celle de 1921 mètres au-dessus du niveau de la mer. Cette hauteur est rachetée sur une longueur de 4 kilomètres par une rampe, dont l'inclinaison varie de 0",12 à 0™,37 par mètre.

Le tracé présente en plan 9 courbes de 152 & 288 mètres de rayon*

La voie est en grande partie portée par des palées en bois espacées de 3",60 ; là où cesse cette estacade, elle repose sur des sommiers noyés dans le sol. Cette voie, qui aune largeur de l°,41, est établie dans un système tout à fait semblable à celui duRigi; les chapeaux des palées et les sommiers transversaux portent plusieurs cours de longrines sur lesquelles sont fixées les traverses, espacées de O^jôl (pi. XXVIII, fig. 12 et 13). Au-dessus des traverses, d'autres cours de longrines boulonnées sur les traverses et sur les longrines inférieures supportent les rails, du poids de 15 kilogrammes par mètre courant, qui ont remplacé d*autres rails consistant simplement en fers plats et reconnus insuffisants. Au milieu de la voie se trouve la crémaillère, formée par des boulons de O'^^OSl de diamètre espacés de O'^ylO d'axe en axe, et portés par un double cours de cornières où ces boulons sont rivés; ces cornières laissent entre leurs faces intérieures un intervalle de 0'",10, et font saillie de 0'",043 sur les longrines sur lesquelles elles sont fixées.

Le service est fait par une locomotive et un seul car pouvant porter cinquante voyageurs. Les poids de la locomotive et du car sont respectivement de 12 tonnes et 3 tonnes. Le car ne présente pas de disposition particulière. Tout d'abord, la chaudière, supportée par des tourillons, était verticale, et il n'y avait qu'une seule roue toueuse, actionnée par une seule paire de cylindres de 0"",25 de diamètre et0'",40de course. Dans les nouvelles locomotives, la chaudière est disposée de manière à être horizontale sur la rampe moyenne de 0'°,25 par mètre, et il y a quatre cylindres de O^JO de diamètre et 0™,30 de course, actionnant deux à deux séparément, par l'intermédiaire de pignons, chacun des deux essieux de la locomotive. Il y a pour chaque essieu deux pignons en acier de 0*",l5-de diamètre et deux roues d'engrenage de 0°>,82 de diamètre en bronze de canon [gun métal), ce qui donne cinq révolutions et demie de l'arbre moteur pour un des essieux.

La roue dentée qui engrène avec la crémaillère a 0'»,763 de diamètre, et elle est en fer delà meilleure qualité; les dents ont un espacement variant de la circonférence extérieure à la base entre 0",09 et 0",10, de manière à présenter un certain jeu pour le parcours des courbes.

L'essieu d'amont du car porte une roue dentée semblable, actionnée de la même manière par des cylindres, où Tair comprimé

est utilisé comme frein, ainsi que nous le verrons plus loin.

La locomotive est toujours placée au-dessous du wagon, qu'elle pousse à la montée et retient à la descente; la locomotive et le wagon sont simplement en contact par les tampons, sans barres ni chaînes d'attelage. La caisse à eau et le combustible sont placés sur la partie antérieure de la machine.

Le train ainsi formé monte ou descend avec une vitesse de 3'',3 environ par heure.

La machine et le wagon sont pourvus l'un et l'autre de plusieurs moyens d'arrêt consistant pour la machine: 1<^ en un cliquet battant sur une roue à rochets que porte l'essieu d'amont, qu'on laisse constamment en prise pendant la montée, et que le mécanicien relève pendant la descente tout en l'ayant toujours sous la main ; 2<» en deux puissants freins à main et à m&choires agissant sur chaque essieu; ^"^ en un frein à air semblable à celui du Rigi : le mouvement des pistons, déterminé lors de la descente par la seule action de la gravité, produit dans les cylindres à vapeur la compression, de l'air, emprunté à l'extérieur par un tuyau débouchant à la portée du mécanicien, qui peut régler la compression en manœuvrant les robinets de prise d'air, après avoir fermé ceux de prise de vapeur et d'échappement.

Sur le wagon, l'essieu d'amont porte un système d'encliquetage analogue à celui de la locomotive, et celui d'aval, un frein à mâchoires ; de plus, deux cylindres de 0'",â0 de diamètre et 0'",30 de course, commandés par le mouvement de l'essieu d'amont au moyen d'un système de bielles, servent à comprimer l'air dont la pression est utilisée comme frein.

iEn ouvrant ou fermant progressivement le robinet de prise d'air, le garde-frein peut, comme le mécanicien sur la machine, régler la vitesse démarche.

Les ouvriers employés à rentretien parcourent la voie & l'aide d'un système de traîneau pourvu d'un frein disposé de manière à venir s'appuyer contre la face inférieure du rebord saillant des rails.

La dépense primitive de l'établissement de cette ligne, pour la voie seule, a été de 550 000 francs ; elle s'est ensuite élevée, avec le matériel roulant et les diverses améliorations, à 1 050 000 francs. Les recettes sont de 120 000 francs pa^ an, pour un mouvement de 7000 voyageurs, et les dépenses d'exploitation s'élèvent à 83 000 francs environ.

Si Ton compare les deux exploitations du Rigi et du mont Washington, qui ont d'ailleurs beaucoup de points de ressemblance, on constate d'abord qu'elles se font dans des conditions un peu diflërentes, les rampes maxima étant notablement plus raides sur le second que sur le premier (0",37 au lieu de O^jSS par mètre^, et l'inclinaison des rampes variant en outre beaucoup plus au mont Washington qu'au Rigi. On a donc dû se préoccuper plus sur la ligne américaine que sur l'autre de la répartition des efforts sur les points d'appui, et de l'efficacité des moyens d'arrêt.

Tandis qu'au Rigi on a pu se contenter d'une seule roue toueuse et d'un seul essieu moteur, et n'avoir sur le wagon qu'un seul système de freins, on a été conduit au mont Washington à avoir deux roues toueuses indépendantes sur la locomotive, et à multiplier à la fois sur la locomotive et sur le wagon les moyens d'arrêt La vitesse extrêmement faible admise tant pour la descente que pour l'ascension, qui n'atteint pas les deux tiers de la vitesse de marche au Rigi (5 kilomètres), est en outre de nature & diminuer considérablement les chances d'accident.

Quant au système qui est appliqué pour le calage des essieux, il consiste au mont Washington dans un encliquetage, au lieu qu'au Rigi on a recours à un système de cannelures pénétrant dans des rainures que présentent des poulies calées sur les essieux. Si son action est plus rapide, elle est par contre plus sujette à causer des ruptures, et s'accommoderait moins bien d'une certaine vitesse de marche. On doit reconnaître d'ailleurs que les deux chemins de fer du mont Washington et du Rigi, à part l'inconvénient que la crémaillère offre de faire reposer toute lefficacité et la sécurité de l'exploitation sur la résistance des dents des roues des véhicules et des échelons de la voie, sont suffisamment bien appropriés au trafic relativement faible et intermittent qu'ils sont appelés à desservir, et auquel des moteurs fixes ne conviendraient pas aussi bien.

Moteurs fixes. — Les moteurs fixes avec câble sont au contraire d'un usage courant pour les exploitations permanentes, comme celle à laquelle donne lieu le transport des voyageurs d'un point à un autre dune même ville, quand il s'agit de racheter de grandes différences de niveau. Ils remplissent pour le public, en pareil cas, un rôle analogue à celui des ascenseurs dans les maisons particulières et surtout dans les hôtels, qui en sont rarement dépourvus en

Amérique. On sait d'ailleurs que ces moteurs, qui à l'origine des chemins de fer existaient sur un grand nombre de lignes, n'ont pas cessé d'ôlre employés sur plusieurs lignes industrielles de Pennsylvanie et de New -Jersey, où Ton en rencontre encore de nombreux spécimens, notamment pour gravir les plans inclinés de Mauch Chunk» Mahanoy, Wilkesbarre.

Dans la ville de Pittsburg, dominée par une ceinture de collines couvertes d'exploitations industrielles et de maisons de plaisance, il existait depuis longtemps déjà sous le nom de mont Washington un plan incliné de 204 mètres de longueur et de 201 mètres de hauteur desservi par une machine à câble.

En mai 1877, il en a été établi un nouveau, à Toccasion de l'ouverture du nouveau pont de Pointbridge, qui présente sensiblement une inclinaison de O^'.SO par mètre. Les machines, installéesau sommet de la rampe, ont 75 chevaux de force et actionnent des tambours de a'^jCO de diamètre. Les wagons, à plate-forme horizontale, pèsent 4 tonnes et demie et contiennent 20 places. La voie est sur la plus grande partie de sa longueur portée par des palées en fer dont la hauteur dépasse sur certains points 2i mètres. Ce chemin de fer a coûté en totalité 200 000 francs.

A Cincinnati, dont les environs présentent une configuration analogue, il n'y a pas moins de quatre plans inclinés desservis par des moteurs fixes à câble, ceux de Price Hill, d'Elm street, de Main Street et de Mount Adams. Le premier dessert un double mouvement de voyageurs et de marchandises; les trois autres transportent seulement des voyageurs. Le tableau ci-après résume les principales données relatives à l'établissement de ces plans inclinés :

IJKSIC.XATION.

Pi.AXS INCLINES DE

Longueur

Hauteur..

IhClinaison moyenne parmèlM.

Largeur de voie.

Poids des mils

Dianoèlre du câble en acier

Diamètre des tambuur;i

PniCB HILL.

l"',37n 28 V fer) 28'*™

KLM STREET.

20»^ (Jicior)