CHAPITRE I

aperçu sommaire des pilocrès accomplis depuis l'exposition universelle de 1855.

Obae nation a jjfni'-riUM.

Les améliorations dans !a construction des locomotives sont de diverses natures ; elles einliraisenl :

1° L'applicalioo dos machines locomotives spéciales pour les différents services qu'elles ont à accomplir.

2° La mise en pratique des découvertes, des procédés et des dispositions nouvelles que ta science ou l'esprit d'invention apportent à l'industrie en général.

Dans cette seconde catégorie se rangent les perfectionnements relatifs a la combustion , à la production de la vapeur et à son ulilisation, à l'alimentation d'eau, ainsi que les améliorations qui résultent des progrès généraux dans la fabrication des métaux et qui ont pour but l'amélioration du rapport entre la puissance et le poids en mitai des machines.

Sp*ciall>nlIon Art «chine! «preu.

Nous les signalerons d'abord dans la construction des machines rapides (crpr«î) pour lesquelles une grande puissance esi de plus en plus recherchée, par l'accroissement de la surface de chauffe et de l'adhérence.

L'exploitation des chemins de fer anglais est, sous ce rapport, dans la même voie que la France. Ses dernières machines ont alteint 100 mètres carrés en surface de chauffe, de 75 qu'elles avaient il y a quelques années. L'adhérence y est portée jusqu'à 13 tonnes sur l'essieu moteur. Mais on reconnaît que c'est la limite de charge sur un essieu.

La France avait depuis longtemps atteint ces deux limites de surface de chauffe et d'adhérence dans les machines express. Elle est aujourd'hui forcée d'en sortir. Sur un de ses principaux réseaux, celui du Nord, les machines actuelles ne suffisent plus aux conditions do puissance que le trafic exige. Une tentative nouvelle s'y produit donc pour les machines express : elle consiste dans l'augmentation du nombre des essieux moteurs, tout en leur laissant leur indépendance, sans laquelle les grandes vitesses ne peuvent élre atteintes avec sécurité. En doublant le nombre des essieux moteurs, le poids de la machine peut être plus grand sans inconvénient pour la voie ; l'adhérence disponible est fortement augmentée, et ces conditions s'obtiennent en améliorant le rapport du poids brut, c'est-à-dire en at-

SUR LES I-OCOMOTIVES. 133 teignant une plus grande puissance, et en portant un approvisionnement plus complet a l'aide d'un moindre poids de métal.

l'ruïrts dans la construction dea machine! expreas.

En dehors du système de construction et de la puissance des types express, l'exposition et les faits de l'exploitation des chemins de fer constatent un progrès sensible dans la construction elle-même de ces machines.

L'Angleterre a généralement adopté la disposition qui place les roues motrices entre les roues de support. La France a également adopté ce type, mais concurremment avec celui de M. Crampton.

Le caractère de ces progrès est la simplification de tous les organes et l'emploi de métaux plus résistants. Les bandages non soudés en acier fondu et laminé, les roues pleines en fer et en acier fondu sont exposées par un grand nombre d'établissements. Deux spécimens de roues motrices en acier fondu, de a mètres de diamètre, excitent l'attention. L'acier faii invasion dans les constructions mécaniques avec une incontestable supériorité sur le fer, et un caractère pratique qu'il est impossible de méconnaître. C'est un des faits significatifs de cette exposition; et les conséquences ne tarderont pas à s'en étendre à la fabrication des essieux, bandages, roues et pièces de mouvement, aux générateurs, aux châssis et aux autres parties constitutives de la machine locomotive.

13(1 RAPPORT DE M. fi. FLAf.HAT

L'Autriche présente un spécimen de machine express dans lequel la stabilité est recherchée par l'emploi de quatre cylindres au lieu de deux, sur le même essieu moteur. L'essai en a été favorable ; le temps prononcera.

Machin» à deux mieux coupMi.

Quant aux machines h. voyageurs à deux essieux moteurs couples, elles ne se sont pas introduites comme express, dans l'exploitation anglaise sur les lignes où les trains ont une vitesse supérieure à celle des express français.

A ces vitesses, en effet, la bielle d'accouplement est fatiguée, et depuis que le poids sur les essieux moteurs a été porté à 13 tonnes, et la surface de chauffe a 100 métrés carrés, l'usage des machines â deux essieux moteurs pour le service des trains de grande vitesse a cessé de s'étendre en Angleterre.

11 n'en est pas de même en France. L'adhérence dont disposent les machines à deux essieux moteurs est précieuse pour le service (te= voyageurs sur les lignes dont les inclinaisons dépassent 6 millimétrés. L'usage s'en est donc étendu , et leur surface de chauffe s'y est élevée, dans le type Engerlh, à IS5 mètres. Peut-être, sans l'inconvénient de l'accouplement, la Compagnie du Nord eut-elle appliqué ces machines aux express; mais la voie dans laquelle elle entre aujourd'hui, de l'emploi de deux essieux moteurs indépendants, aura l'avantage de ramener d un seul type les machines à voyageurs, en portant leur surface de chauffe à 100 mètres, tout en

SUR LES LOCOMOTIVES. 135 conservant le poids servant à l'adhérence des machines à deux essieux couplés.

La Prusse offre un spécimen intéressant de ces machines à deux essieux couplés, dont elle a, sur un de ses réseaux, généralisé l'application à tous les services de grande et petite vitesse, line bielle très-courte et excessivement légère frappe d'abord de surprise, mais l'expérience a prononcé.

Harhlnpl à ils roun ronplér*.

Après les machines express, viennent dans l'ordre d'importance des changements accomplis, les machines à marche lente, dans lesquelles l'économie de poids, recherchée par Engerlh sur l'ensemble de l'appareil, est continuée et augmentée par l'accroissement du nombre des essieux moteurs, ce qui permet à la machine de porter tout son approvisionnement, el d'utiliser l'adhérence du poids réparti sur tous les essieux.

Sous ce rapport, encore, l 'exploit al ion des chemins de fer anglais continue à présenter avec celle des chemins du continent une différence capitale. Les machines a marchandises y sont a 3 essieux couplés seulement. Leur surface de chauffe ne dépasse pas 130 mètres, et le poids servant à l'adhérence y varie entre 32 et 3k tonnes; tandis qu'en France, les Compagnies du Nord, de l'Est, d'Orléans et du Midi , ont adopté les machines à k essieux couplés avant 200 mètres environ de surface de chauffe, el un poids de 3a a 42 tonnes servant a l'adhérence. A cetie limite même, le réseau du Nord a trouvé

l'adhérence insuffisante, et il introduit dans son exploitation, avec une surface de chauiïc de i\i mètres, un poids servant à l'adhérence de klkOQ a 57 600 kilogrammes, réparli sur 6 essieux couplés par groupes de 3 essieux, mus chacun par une paire de cylindres.

L'Autriche envoie unspéciinciitres-rcmarquable d'une machine construite sur le type En&crth, donl les & essieux sont couplés et dont le poids sert a i'ndhérence. L'articulation de la machine an tender, et l'accouplement des essieux delà machine à ceux du tender, y présente une disposition des plus ingénieuses, qui permet u la machine de circuler dans des courbes de 90 môtres de rayon, sans imposer aucune laiiguc aux bielles d'accouplement. C'est un des types intéressants de la machine des pays de montagne.

La Belgique présente un spécimen de machine à marchandises, dans lequel le fjyer disposé pour brûler la houille, système Belpaire, est appliqué. La Compagnie du Nord adapte ce système à ses derniers types de machines a grande et petite vitesse. Les Compagnies de l'Est et d'Orléans donnent la préférence au foyer du système Tembrinck. En Angleterre, où la combustion delà houille dans les foyers des locomotives se généralise de plus en plus, la plupart des dispositions, telles que la longueur du foyer Belpaire et le rabat du foyer Tembrinck, étaient depuis longtemps appliquées; on y ajoute le bouilleur longitudinal, et une disposition qui permet de piquer le feu en marche; mais c'est surtout par la diversité des solutions que le progrés se montre, en lu qui concerne le foyer.

L'appareil d'alimentation Je M. Giffard reçoit une appii cation de plus en plus générale sur les locomotives. Viennent ensuite les moyens employés dans le but de faciliter la circulation des machines sur les lignes accidentées : tels que les osselets, les ressorts horizontaux, les suspensions sur plan incliné, les attelages à articulation, et les tampons inclinés entre la machine et le tender.

Le mérite de ces améliorations diverses appartient a ceux qui ont le plus heureusement puise en eux-mêmes, et dans les récentes découvertes de l'industrie en général, ce qui peut être assimilé aux machines locomotives, et à ceux qui ont su spécialiser le mieux les dispositions pour le service qu'elles ont à accomplir.

l-nOGHÏS ACCOMPLIS PAR LA fRAXCF..

Z 1. Spfdilisiition des machines lo^omoliîos.

■UcklM* û Tojujtenr». Loromolliea i> imt pnlre de ranci molrlccu.

Les machines à un essieu moteur ont, pour les grandes vitesses, une supériorité marquée sur celles à essieux accouplés. Elles ont donc été appliquées aux trains express et li ceux de voyageurs aussi longtemps que la limite de leur puissance l'a permis. C.etle limite s'est trouvée dans le poids iidb'ivril porté j.nr les deux roues motrices, poids qui ne peut dépasser 1 3 tonnes sans altérer rapidement les bandages et la voie. Aussi la nécessité d'augmenter la charge des trains express a-t-elle fait passer successivement le poids adhérent des machines à [■iiul'j libres par les phase.- .suivantes :

Puids adhèrent iJfs machines à un essieu nm/cur

sur la chemins de fer fronçait.

Années. Noré. M,

1845 a IS50 11,0 ' 9,08

18S0 à 1BC2 13,6 .

La surface de chauffe qui est l'expression de la puis-

sance a suivi, dans ces machines une progression analogue.

■ Surface i/o chauffe ite machines à un essieu molettr sur les chemina de fer français.

Années, Nord. Est. Orléans.

Cet accroissement dans la surface de chauffe et le poids adhérent, dont l'une est l'origine et l'autre la conséquence de la puissance lies machines, ont eu pour but de porter le nombre de voilures des trains express, de 8 à 15 sur certaines lignes, de 8 à 12 sur d'autres, et enfin de 8 à 10 seulement sur le reste. Les circonstances du profil du chemin, du poids des véhicules et la naLure du trafic, ont d'ailleurs une influence spéciale sur chaque partie du réseau; il ne faut pas oublier que le poids des véhicules de grande vitesse a toujours été en augmentant.

Deux types de machines ont servi et servent encore les trains express : l'un ayant son essieu moteur placé entra deux essieux de support ; l'autre du système Crampton ayant son essieu moteur à l'extrémité d'arrière.

Tous deux ont leurs roues motrices chargées d'un poids de 5 tonnes 5 à 6 tonnes 5; ce dernier poids est un maximum, une limite qui semble ne pouvoir être dépassée, dans l'intérêt delà conservation des bandages et de la voie.

Or, sur le réseau du Nord de la France, cette limite ne sufiil plus, en adhérence, a la traction des trainsexpress

excédant 12 4 15 voilures. C'est au démarrage dans les gares, ut sur lt;s raiiij<i!s, que la [juis?;m<:e des machines

la Compagnie du Sord a cherché une solution à celte difficulté dans l'emploi de deux essieux moteurs libres.

Loromollre & déni rinirai ni i> leur» accuuplés on libres.

Il convient, en effet, de sorlir, pour les trains express, etsur certaines lignes, du type devenu impuissant des machines a un seul essieu moteur. Plusieurs Compagnies ont, dans ce but, adopté la machine à deux essieux moteurs accouplés. D'abord réservées aux trains ordinaires du voyageurs, el aux trains mixtes, cis machines ont été appliquées à l'express, mais avec une réduction notable dans la marche, parce que l'accouplement des essieux ne se prête pas aux grandes vitesses aussi bien que les essieui libres.

La bielle d'accouplement est un obstacle sérieux aux grandes vitesses. A la fatigue qu'elle éprouve on travail se joint celle qui provient de la force centrifuge. En outre, l'accouplement des essieux entraîne une perle de travail utile, correspondant aux frottements qui sont la conséquence de la solidarité des éléments conjugués, et ii mesure que les roues accouplées s'usent et s'usent inégalement, cette perte s'accroît. C'est donc pour éviter le grave inconvénient de réduire la vitesse en augmentant le poids moteur adhérent, que la Compagnie du Nord a fait construire des machines express à deux es-

sieux moteurs indépendants (à 4 cylindres par conséquent), dans l'intention de concilier iiinsi les plus grandes vitesses avec les trains les plus chargés et les arrêts les moins fréquents. Cette tentative est le fait capital qui s'opère en ce moment en France dans la transformation des machines rapides. Il peut exercer l'influence la plus favorable sur la brièveté des trajets à grande distancée! sur l'économie des transports.

Comme expression de ces dispositions, nous comparons dans le tableau suivant les poids et surfaces de chauffe des machines i deux essieux accouplés et libres,

in.» à i»:a..

1BS5 h !R60. .

. Ripress et Irains ordinaires.

Us machines dont les dimensions sont indiquées ici servent aux trains ordinaires de voyageurs et aux trains mixtes de voyageurs et de marchandises. Plusieurs sont appliquées aux Irains express, mais à une vitesse, il est

Uï RAPPORT DK M. B. HACHAT

vrai inférieure à celle des trains de même espèce remorqués sur d'autres lignes par des machines à un seul essieu moteur.

Nous citerons particulièrement comme un des meilleurs modèles la récente machine ù deux essieux couplés de l'Ouest ayant 23 tonnes 4 de poids adhérent, et 1 1 3 mètres de surface de chauffe.

Pour les machines de celle catégorie, comme pour les précédentes, le poids adhèrent est progressivement arrivé à sa limite. La surface de chauffe s'accroît également; mais dans la plupart des types à deux essieux moteurs couplés, la limite de la surface de chauffe est loin d'être atteinte.

Enfin, le type dont on espère obtenir tous les effets de l'express avec une plus grande puissance, est la machine en construction à deux essieux moteurs libres et à quatre cylindres du chemin de fer du Nord, ayant SI tonnes 4 de poids adhérent, et 16'i mètres de surface de chauffe, dont )v dfssin est exposé à Londres.

IjOcomolli» a mnrchandiiM & troli enaicai ncronpUa, h quatre nileni nccoapUn, cl à m\x n.icin accouplé* pu» *ruupp dp train essiem.

L'influence des besoins du tratic sur la puissance et les disposions des machines ikslim'TS ;m transport di-s marchandises, s'est montrée en France, d'une manière plus significative encore que dans les autres pays et que pour les services de grande vitesse.

Avant que l'altération rapide des rails et des bandages

SUR Ï.F.S I-OCOMOTIVES. Fin

résultant de charges de 6 tonnes 5 a 7 tonnes portées par des roues de faible diamètre, ne fut soupçonnée, c'était par l'accroissement du poids porté par chaque essieu que l'adhérence était augmentée. Mais lorsqu'on a reconnu que le fer de la voie, et l'acier des bandages accouplés imposaient une limite de charge de 5 tannes ù 5 tonnes 1/2 aux roues de faible diamètre, on s'est rejeté sur le nombre des essieux accouplés : de 3 on est passé à 4, et de 4 la Compagnie du Nord vient de passer h 6 par l'accouplement de s groupes de 3 essieux.

Les accroissements de puissance ainsi obtenus successivement sont résumés dans l'état suivant, qui indique la surface de chauffe et le poids adhérent des locomotives ayant 3 essieux accouplés, et plus sur les chemins de fer

1850 il 1855..

On voit que, depuis l'établissement des Chemins de fer en France, la puissance des machines destinées au trans-

port des marchaD dises, s'est augmentée dans le rapport de 1 à 3 pour la surface de chauffe, et dans celui de 1 à S tonnes 5 pour le poids servant à l'adhérence.

Un premier type universel le ment adopté, mais insuffisant en puissance, est celui de la machine à trais essieux moteurs, (le type est arrivé a la limite de charge sur ses essieux (10 à 12 tonnes; ensemble, 33 à 35 tonnes), c'est-à-dire à sa limite d'adhérence. Sa surface de chauffe ne s'élève guère à plus de 135 mètres carrés; il a dit son dernier mot pour tes lignes où le tralic exige des machines plus puissantes.

l.'n second type est celui des machines à quatre essieux moteurs, isolés ou non de leur tender. Le poids servant à l'adhérence s'y élève entre 43 et 44 tonnes dans les machines isolées adoptées par les Compagnies d'Orléans el du Midi, en construction dans les ateliers de M. Cail et C" et dont un dessin est exposé ; et à 39 ou 40 tonnes dans les machines dont le foyer s'appuie en partie sur le tender (système Engertli). I.a surface de chauffe n'a pas dépassé dans ces types 209 mètres carrés.

Enfin, un troisième type est présenté par la Compagnie du Nord : il est à six essieux couplés par deux groupes de trois essieux ; le poids servant à l'adhérence y est de 57 600 k. et la surface de chauffe de S19 mètres.

Les faits qui précèdent révèlent un progrès continu et très- manifeste dans la mise en relation des machines avec les nécessités du lratic de chaque ligne de fer. Ce progrès ne se dessine pas par le choix d'un type unique approprié aux conditions quelles qu'elles soient du trafic. Loin de 11 les dispositions diverses se succèdent

dans chacune des trois classes de locomotives ; le champ s'agrandit; mais c'est surtout depuis la dernière exposition que l'iniliative se montre plus hardie et plus sure, et il n'est pas contestable que, depuis l'année 1855, le prix de revient du transport des marchandises ait notablement baissé par l'influence de l'accroissement de puissance de machines.

C'est ici lu lieu d'insister sur les graves difficultés qui résultent pour la France de la nature du combustible.

A égalité de dimensions du foyer, le combustible anglais produit plus de vapeur ; il la produit plus vite, plus régulièrement, plus à la volonté du mécanicien; il exige moins d'attention, de soins et denettoyages de la grille. Nos ingénieurs et nos constructeurs n'évitent donc l'inconvénient de l'emploi du combustible français qu'en accroissant les dimensions des foyers. Or, les conséquences pour la France de cette infériorité sont d'autant plusgraves,([ue le foyer est, parmi les parties constilutivesde la locomotive, laplusdifticileàplacer.danslesystème général de la machine considérée comme véhicule. Cette difficulté s'est agrandie depuis que l'emploi de la houille a nécessité des foyers plus spacieux et des grilles plus langues.

L'inconvénient de placer le foyer en porte à faux en lui donnant de grandes dimensions en longueur et hauteur avait décidé M. Engerth a faire reposer l'arrière de la machine sur le tender. Aujourd'hui les Compagnies d'Orléans et du Midi entreprennent d'isoler la machine du tender, l'une en employant te foyer Tembrinck et en

146 lurroivr de m. e. flachat

lui donnant, grâce au bouilleur Intérieur, 10" ,40 du surface de chauffe (c'est la machine en construction chez MM. Cail et C" et exposée en dessin par la Compagnie d'Orléans); l'autre en adoptant un grand foyer et une grande longueur de grille (l-,9u). Le générateur de la machine construite chez MM. Cail et C", pour la Compagnie du Midi, est en tôle d'acier fondu de 10 millimètres d'épaisseur au lieu de 15 qu'on eût été obligé de donner si la chaudière eût été en fer, son diamètre étant de l-,50.

C'est lit une des premières applications do l'acier qui aient été faites à l'ensemble de la construction du générateur.

Plusieurs types se sont en outre produits, dans lesquels le foyer est placé non-seulement sur les essieux, mais au-dessus mime des roues, de telle sorte que la hauteur seule en est limitée. C'est une des solutions les plus radicales de la difficulté relative a la dimension des foyers des locomotives à marchandises. L'expérience en a consacré le succès dans les machines à fortes rampes de la Compagnie du Nord. La France a pris cette initiative.

Telle est la part de la France dans le progrès général, en ce qui concerne la spécialisation des locomotives.

SDH LES LOCOMOTIVES

S 2. Applications des découvertes de la science., ou de l'industrie en général, a la construction des locomotives.

L'application aux locomotives des découvertes que la science ou l'esprit d'invention apportenl a l'industrie en général, constitue un progrès lent, mais très-apparent.

L'amélioration continue des matières premières, particulièrement des métaux, quant à leurs conditions de résistance et d'emploi, et à leur prix, en esl une première cause.

Les progrès des sciences mécaniques et de la physique sont une seconde cause, également permanente et efficace.

Enfin, le flot des inventions qui sort journellement de l'immense mer d'activité industrielle en est la troisième.

11 ne semble pas douteux que la propagation facile des faits et des règles qui constituent aujourd'hui l'art de construire les locomotives et d'en adapter les dispositions aux services qu'elles ont à effectuer, n'ait fait marcher partout à la fois le progrès du même pas. Cependant nous aurons à rechercher si, entre les nations exposantes, il en est qui ont utilisé les chemins de fer sous le double rapport de la rapidité et de l'économie des transports, avec une supériorité marquée.

Cette supériorité se mesure d'abord par les difficultés

ik8 RAPPORT DE M. K. FI .ACHAT

que chaque nation a eu à vaincre ; examinons celles qui incombent à la France.

Pour la rapidité de marche des machines, deux nations seules entrent en concours : l'Angleterre et la France. On reconnaîtra sans doute que 1a somme des intérêts qui exigent la rapidité absolue des communications est relativement moindre en France qu'en Angleterre, parce que l'activité industrielle des populations y est moins grande proportionnellement à la surface territoriale ; mais, par suite des longues distances a franchir, la France doit répondre a des exigences de vitesse fort impérieuses.

De plus, la brièveté des trajets, l'excellente qualité du combustible, permettent en Angleterre l'usage d'appareils de moins fortes dimensions et de moindre puissance qu'en France, où les longs trajets obligent les trains express à recueillir sur leur passage tous les voyageurs qui veulent participer aux avantagea de la vitesse.

Expliquons-nous sur la brièveté relative des trajets. En Angleterre, sur les trois chemins de fer où la rapidité absolue des trains express est supérieure & celle des trains de même espèce sur nos six grandes lignes, ces trains rencontrent de grandes cités; mais, à mesure qu'ils se rapprochent de Londres, les villes ayant déjà été desservies par des trains rapides et nombreux, l'express ne s'arrête plus, et la composition du train ne dépasse pas, à son arrivée à Londres, le poids de dix de nos lourdes voilures.

En France, il en est autrement : l'express se complète,

et son poids en voyageurs et en voitures s'accroll à chaque ville qu'il traverse, de telle sorte que, sur les derniers 300 kilomètres de son arrivée à Paris, son poids dépasse de beaucoup celui des trains express anglais.

La France rencontre donc des difficultés plus grandes que l'Angleterre pour rétablissement des trains rapides. Nous aurons à comparer sur ce point les moyens dont ces deux nations disposent et ceui qu'elles ont employés.

Quant au transport des choses, la condition principale est Piconomie. L'Angleterre a encore ici l'avantage des courtes distances, et celui, en outre, d'une participation considérable de la navigation maritime dans ses transports, et de voies navigables plus perfectionnées que partout ailleurs; ie rôle des chemins de fer y est plus partagé et par conséquent plus facile.

La France et les nations continentales exigent des chemins de fer (à très- peu d'exceptions prés), pour les choses comme pour les personnes, des transports à longue distance. Le prix du transport y constitue, pour les produits de la terre, pour les produits minéralogiques et pour les matières premières de l'industrie sur les lieux de consommation et d'emploi, une part plus forte dans le prix total qu'en Angleterre. L'économie des transports y est donc plus impérieuse.

Nous avons à voir comment chaque nation aura répondu à ce grand intérêt.

Tel est l'ensemble de notre étude; nou3 commencerons par l'application aux locomotives des découvertes de la science et de l'industrie en général.

Combutton. Fnjfn.

Ce qui s'offre en première ligne a l'attention et comme intérêt principal entre les éléments du prix dea transports par chemin de fer, c'est l'emploi du combustible. On demande aujourd'hui aux foyers des locomotives de brûler complètement toute espèce de houille; on ne veut rien perdre des gaz combustibles ou de la fumée produite dans certaines phases de la combustion; on tient, en outre, à conserver à ces foyers leur élasticité, c'est-à-dire la faculté d'y proportionner l'activité de la combustion au travail à produire, faculté dont ils jouissent spécialement et qui est due à la relation qui existe entre l'échappement de la vapeur et la résistance qu'éprouve la machine.

Ces deux conditions sont essentielles en effet, et à ce point de vue il faut reconnaître que la disposition de foyer qui les réunirait et qui, d'un autre côlé, permettrait l'emploi de la houille sous la forme qui s'obtient au plus bas prix, devrait prendre le premier rang.

Ce rang appartiendrai t aujourd'hui à la lielgique pour le foyer Bclpaire. Nous en indiquerons le mérite en son lieu.

La France présente à l'exposition, à part l'application du foyer llelpaire, deux dispositions de foyers fumivores : le foyer de M. Tembrinck et celui de M. Toni-Fontenay.

Ces messieurs étant exposants, nous renvoyons la description de b;urs appareils à la partie de ce rapport qui les concerne.

SOU LES LOCOMOTIVES. 151 Les avantages de l'emploi de la houille au lieu de coke sont aujourd'hui manifestes, tant au point de vue de l'économie que de la facilité d'activer la combustion. L'innocuité, en ce qui concerne la fumée, est préalablement indispensable pour le service des voyageurs, cl cette innocuité est obtenue sinon complètement, au moins suffisamment par ies appareils fumïvores de MM. Tembrinck et Toni-Fontenay avec l'emploi de certaines houilles. Mais ce n'est pas là une de ces solutions que l'industrie puisse considérer comme définitives, La futnivoriii' nï'M, m enVt, qu'un o'ilt de la question. Il est encore 'i craindre qu'elle ne soit obtenu? au prii d'un n rtîiu ralentissement de la combustion qui ferait perdre bu foyer de la locomotive une partie de cette élasticité qui doit Être sa condition première. Les faits éiabb.-seni que la diversité si prande des houilles, que leurs di»ers états, gros, (nui vtnani ou menu, amèneront une variété correspondante dans les dispositions des fo;ers. I.a France n'est pis heureusement partagesous le rapport des qualités de houille; non-seulenn-nt ces qualités et celles du coke qui en provient la frappent d'inféricirilé , mais les divers b.wms houi;lers .!ifftrent notablement entre eux quant \ la nature de !a houille 11 est donc indispensable que tes appareils y oITrent plus qu'ailleurs des dispositions spéciales suivant la rature du combustihle. Dès h présent, il en en ainsi ; le fojer Ù coke actuel suffit presque sans changements h l'emploi de certaines espèces de houille peu fuligineuses, et nous voyons qu'en Angleterre, de simples chicanes ayant pour effet de mêler les gaz produits

!ia RAPPORT I1E M. E. FLACflAT

avec l'air atmosphérique , suffisent aussi pour obtenir la fumivorité. En ceci donc il n'est pas douteux que la nature de la houille entre pour beaucoup dans les moyens d'obtenir la fumivorité.

Par ces motifs et en présence de la diversité des houilles dont les réseaux français disposent, on peut conclure que les foyers Tembrinck et Toni-Fonlenay constituent une amélioration digne d'encouragement; le premier est de beaucoup le plus complet; il a trouvé des partisans parmi les ingénieurs les plus compétents par leur expérience personnelle. La Compagnie d'Orléans en fait une très-large application ; mais ces appareils ne peuvent être considérés comme le dernier mot de l'emploi de la houille dans les foyers des machines locomotives.

Ces observations seront corroborées par les faits que nous aurons à produire à propos de l'exposition des machines locomotives anglaises.

Production el m ilisntion iW la taprnr.

Les foyers considérés au point de vue de la combustion ne composent qu'une partie du générateur. Nous examinerons ici le générateur dans son ensemble pour éludier les progrès réalisés par les dispositions propres à assurer le mieux l'abondante production et l'utilisation de la vapeur.

L'élude de la production de la vapeur, en ce qui concerne les proportions convenables des dimensions des foyers avec les sections et les surfaces tubulaires, a fait

SUIt LVS LOCOMOTIVES. !ï3 un progrès ijui, ijij(iiqu« ptu sensible, ii'ni mérite [.as moins d'être constaté. Les ingénieurs snni aujourd'hui en possession de données plus sûres quant aux relatons «le la section tubulaire avec la nature du combu&lible ,'i brûler, comme aussi quant à la surface tubulaire et au choix a faire enln: le nombre, le diamètre et la longueur des tubes.

C'est ainsi qu'il résulte d'eipériences et d'observations suivies par la Compagnie du Nord, que le rapport à établir entre la section totale des tubes et la section des passages d'air de la grille, dépend de la nature du combustible et de l'activité it donner à la combustion, et que ce rapport doit avoir pour but principal de ne pas apporter d'obstacle au tirage, afin de ne pas diminuer l'ell'et utile de l'échappement de la vapeur.

La Compagnie d'Orléans, de son côté, s'est attachée avec persévérance .'t rechercher le rapport convenable entre la section totale des tubes et la surface de la grille, dans le cas d'emploi du coke, et elle s'est arrêtée au rapport de 1 à 5. C'est d'après ces données que les dimensions de ces parties de la machine exposée en dessin par cette Compagnie (machine à quatre essieux couplés en construction chez MM. Cail et C") ont été déterminées.

En ce qui concerne la surface tubulaire, tous sont d'accord que le rapport entre le diamètre, la longueur et le nombre des tubes doit assurer le refroidissement des gaz produits par la combustion, et ce résultat si désirable dans l'intérêt de l'économie de la combustion est maintenant généralement obtenu. Dans la plupart des

154 RAPPORT IlE M. H. FLACHAT

cas, la longueur des tubes résulte de dispositions qui dictent la relation de la machine avec la voie, c'està-dire l'écart p m eut de ses cssicui, ta répartition du poids sur les essieux, la stabilité recherchée, etc. La preuve la plus significative a. cet égard est donnée par

La Compagnie du Nord expose deux types de machines ayant 160 mètres et 213 métrés de surface de chauffe. Dans le premier, le nombre des tubes est de 356; dans le second, il est île -'i35. Dans les deux tjpes, le diamètre es! di' tryJi'ii 1 , h lonpiivir ili] 3"\,'>0; tandis que ihiis h machine Kngerlh du Nord et dans les machines de 205 mètres de surface de chaude d'Orléans et du Midi, le nombre des tubes est du 235 à 250, leur diamètre de 0,055, et leur longueur 5 mètres à 5",I0; la différence entre les surfaces de chauffe des deux types n'est que de 5,5 pour 100. Dans ces conditions, la courte longueur des tubes n pour ei'i'l d'opi'ivi' aussi eliicacement le refroidissement des gaz produits par la combustion. L'expérience parait avoir prononcé à cet égard, puisque la machine à fortes rampes, ayant des tubes de 3-, 50, fonctionne depuis plusieurs années et que la Compagnie persiste dans ce type.

Le tirage a été aussi, de la part de la Compagnie du Nord, l'objel d'études qui permcitcntenlindoposerquelques données plus précises sur le rapport du diamètre des cheminées à leur hauteur cl à h position de l'orifice d'échappement ;i la base.

L'une des améliorations qui peuvent être signalées pour la première fois avec un succès pratique et sur une

SUR LES LOCOMOTIVES. 155 grande échelle, esi l'application des Bêcheurs ou surchauffeurs de vapeur dans les locomotives.

L'inconvénient principal des générateurs de locomotives est la forte portion d'eau que !a vapeur entraîne avec elle. L'expérience semble établir que cette quantité d'eau varie entre i et ; du poids total de l'eau qui entre dans le générateur. Jusqu'à ce jour, l'application des surchauffeurs aux locomotives n'a pas présenté les inconvénients qui se sont q:^!i|iiHbis iminit'' sli's i.inii* les machines marines. Quand l'emploi de la vapeur est diminué et que sa température s'élève fortement, les garnitures des pistons et des stuffirig-box peuvent être altérées ; mais cet effet ne se produit pas dans les machines locomotives dont les garnitures sont métalliques.

Dans les générateurs des locomotives, la quantité d'eau contenue est, proportionnellement à la su rface de chauffe, beaucoup plus faible que dans les générateurs des machines fixes. Il en est de même des réservoirs de vapeur; d'où il résulte que l'ébullition y est plus tumultueuse et la quantité d'eau entraînée plus considérable, le courant de vapeur étant plus actif. En outre, comme la pression s'élève aujourd'hui h neuf atmosphères, il ne faut pas, à In densité corri'sj. mutante cette pression, une grande vitesse d'écoulement pour que l'eau so mêle à la vapeur. Le sécheur de vapeur semble donc devoir être un accessoire iiiilisiiensiihle des inaeliiues de grande puissance, destinées, la plupart du temps, . ; i fonctionner au maximum de leur production de vapeur, avec de très-lourds chargements, gagnant eu vitesse sur les parties horizontales et les pentes, perdant en vitesse, mais

gagnant en pression sur les rampes. La surface de chauffe qui est attribuée au sécheur est de 7 à 8 pour 100 de la surface totale. Il est placé immédiatement avant la cheminée et à l'extrémité de la partie tubulaire de la chaudière, où les gaz, déjà refroidis par leur parcours, n'ont pas une température supér ieure à 250".

Quant aux améliorations constatées depuis 1855 dans l'utilisation de la vapeur des machines lixes par l'emploi d'enveloppes autour des cylindres et des couvercles, enveloppes dans lesquelles la vapeur de la chaudière circule, elles n'ont encore été appliquées que très- exceptionnelle ment aux locomotives, et cela s'explique en partie par l'accroissement de poids qui en serait la conséquence.

Au contraire, les machines locomotives ont transmis aux machines fixes leurs appareils de distribution et de détente. I* perfectionnement le plus récent de ces appareils dans les locomotives consiste dans la disposition mécanique du levier de changement de marche qui permet de manœuvrer avec précision et facilité les tiroirs de la plus grande dimension et de les mettre au point de détente qu'il convient au mécanicien de choisir.

Allouât»! ton de* [WmMnri.

L'application de l'injecteur Giffard aux locomotives constitue une des plus heureuses simplifications récemment introduites dans ces machines. L'inconvénient qu'il présente de ne pas permettre d'élever la température de l'eau dans le tender, par la vapeur perdue, est de mé-

SCJH LES LOCOMOTIVES. 157 diocre importance pour les machines faisan! de longs trajets sans stationnement intermédiaire. La température de la vapeur qui entraîne l'eau dans le générateur est d'ailleurs utilisée, puisqu'elle élève celle de l'eau introduite. Les mécaniciens expérimentés règlent, pendant le slationnement en gare, leur feu à l'aide des portes du cendrier et de la cheminée, de façon à éviter l'élévation inutile de la pression, et le souffleur leur permet de la relever au besoin avec une grande rapidité. L'emploi de l'injecteur GilTard ne donne donc pas lieu à des pertes de combustible.

Le mérite de cet appareil sera sans doute décrit dans la classe des générateurs fixes, dont il est devenu, pour ainsi dire, l'accessoire obligé Mais cela ne nous dispense pas de constater que son application aux locomotives est une amélioration toute française et de trèsgrande importance.

Hi'-diiFtlo» do puldi ■«•(lie de. BHklia locomotive*.

Dans la construction des locomotives, on fait servir le métal, r è la production de la vapeur; 2" à transmettre la puissance aux roues motrices; 3° à supporter la machine sur la voie.

Ces divers buts doivent être atteints avec la moindre quantité possible de métal, en ce sens que ce qui est économisé sur les deux derniers emplois peut être reporté sur le premier, qui constitue la puissance de la machine. C'est ainsi que la surface de chauffe peut être augmentée, dans un certain rapport, avec les éco-

nomies de poids réalisées sur l'appareil mécanique considéré comme Téhicule et comme utilisateur de la vapeur.

L'augmentai ion de puissance des locomotives a pour condition l'accroisse me ni de la surface de chauffe, en même temps que celui de l'approvisionnement d'eau et de combustible, alin de mettre les machines à même de franchir les plus longues distances possibles sans arrêt inutile ; il importe donc de consacrer à ce double objet la plus forte part du métal, et il ne faut pas s'étonner qu'à mesure que l'on demande plus de puissance aux locomotives, il y ait un intérêt plus pressant à employer le métal le plus résislant. Cet intérêt explique l'empressement avec lequel les constructeurs ont appliqué, depuis la dernière exposition, les diverses qualités d'acier que les progrès de la fabrication ont successivement produits. Ces applications ont reçu la sanction de l'administration publique en ce qui concerne les épaisseurs des tôles servant à la construction des générateurs. Il y a là, avant tout, un intérêt de sécurité publique.

L'emploi de l'acier fondu, essayé depuis longtemps pour la fabrication des liges de piston et des glissières, s'est faiblement étendu, depuis, aux bielles d'accouplement et aux pièces de la distribution, mais bien davantage aux essieux coudés et droits, et il s'est généralisé pour les bandages des roue3 motrices. Cette dernière application est d'autant plus utile que, l'accouplement des roues exigeant l'égalité des diamètres, la résistance du métal tend à prolonger la durée de cette condition

SUIt LES LOCOMOTIVES. 159

essentielle. Mais il faut reconnaître que i'iaégalilé dans les qualités est encore un grave obstacle à celte utile substitution de l'acier au fer.

L'exposition constate une infériorité manifeste de la Franco au point île vin: <U: la l^hni-atloii de l'ani/r. L'Allemagne d'abord, l'Angleterre ensuite, exposent des produits i.'tt Hun- fondu et martelo qui doivent exercer

sur la construction des favorable.

Quant à l'emploi du se substituer à la fonte t ne ment de la fabrieatio Il se montre dans la (ai

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lie, la manivelle et le cone bloc; dans la fabricalion sscmblages des plaques de

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Depuis 1855, ce pi nés à voyageurs, de ■ machines à marchai y compris un approvi sans arrêt les plus grandes distances.

Ces chi lires ressorlent du tableau suivant

i90 kilogrammes, et pour les de 382 à 262 kilogrammes, qui permet de franchir

160 RAPPORT DE M. E. FLACIIAT