BATEAU A VAPEUR

Dans la inacliine à fourreau, le cylindre moteur

est traversé par un fourreau mobile FF, au milieu

Fig. 33, — Machine J

IduquellaLielle s'articule directement avec lepistona largeur (lu fourreau iloit être assez grande pour

sent en peu de temps une énorme quantité de vapeur.

\ Cette production rapide est une des conditions de là vitesse de la marche de la macliine. Car il est essentiel, pour Tentretien de Teffort de traction, que la chaudière fournisse autant de vapeur que les cylindres en dépensent dans les coups précipités des pistons. La locomotive ne peut porter avec elle une grande quantité d*eau froide pour opérer la condensation. Aussi a-t-on renoncé tout d'abord à condenser la vapeur dans une enceinte à basse température, et la laisse-t-on échapperlibrement dans Tatmosphère. Ce mode de condensation suppose l'emploi de lavapeur à une haute pression, c'est-à-dire à une haute température. On a trouvé un grand avantage à ouvrir à la vapeur une issue dans la cheminée du foyer, car son passage augmente le tirage. La vitesse de la machine contribue ainsi, dans une certaine mesure, à activer le feu et à entretenir la production de vapeur.

La première locomotive appliquée A la traction des voyageurs est la Fusée (the Rocket), présentée par Robert Stephenson au concours de Manchester, le 1" octobre 1829. On venait d'établir un chemin de fer entre Manchester et Liverpool, et l'on voulait que cette nouvelle voie servît non seulement aux marchandises, mais encore aux personnes. Après quelques hésitations, pendant lesquelles on proposa d'en revenir à la traction à l'aide de chevaux, puis d'employer des cAbles et des machines fixes, les ingénieurs du chemin, séduits par les promes-

^ ses de Robert Stephenson et de M. Locke, qui plaidaient chaleureusement la cause des locomotives, ouvrirent un concours entre les différents types de

machines. Les conditions principales étaient ainsi fixées : la locomotive devait peser moins de 6 tonnés; la hauteur de sa cheminée ne devait pas dépasser 15 pieds anglais; elle devait être capable de traîner un convoi de 20 tonnes, non compris ses approvisionnements, avec une vitesse de 10 milles anglais ou de 16 kilomètres à Theure; enfin, son prix était limité à 500 livres sterling ou k 12,500 francs. Les autres conditions du concours fixaient différents détails, tels que la limite de la pression, et diverses mesures de sûreté ; le cahier des charges exigeait de plus que la machine' brûlât sa fumée, condition qu'on répète encore aujourd'hui dans tous les marchés, et qui est loin d'être satisfaite dans la pratique courante des chemins de fer.

Cinq locomotives furent présentées au concours, mais deux d'entre elles furent retirées presque immédiatementpar leurs constructeurs. Le concours restait ouvert entre la Fusée de Robert Stephenson et deux autres machines, la Nouveauté et la Sans-Pareille.

La Sans-Pareille éprouva, dès ses premiers pas, des avxiries qui ne lui permirent pas de continuer sa route; la pompe d'alimentation n'ayant pas fonctionné, la chaleur du foyer fit fondre un rivet de sûreté ménagé dans la paroi de la chaudière, et le feu s'éteignit. Les constructeurs de la Nouveautéj jaloux de justifier le nom qu'ils avaient donné à la machine, avaient abusé des innovations. La machine, une fois en marche, subit une série d'accidents qui la mirent promptement hors de service. La Fusée resta donc seule et eut un plein succès.i Elle traînsi un convoi de douze tonnes à la vitesse dr quatorze milles è. VYvewTe';, àfe\\vO[vfe^ ^>\^wss^V

elle éleva sa vitesse jusqu'à près de dix-huit milles. Comment Stephenson était-il parvenu à réaliser ces vitesses, supérieures à celles du meilleur cheval de trait? C'est en appliquant à la locomotive la chaudière tubulaire de Marc Séguin. La quantité de vapeur produite dans une heure par une chaudière est proportionnelle à sa mrface de chauffe. Les chaudières tubulaires ont, à volume égal, une surface de chauffe de beaucoup supérieure à celle des chaudières ordinaires; elles produisent, par conséquent, incomparablement plus de vapeur dans le même temps, et peuvent suffire à la dépense de vapeur opérée par les cylindres dans la marche à grande vitesse.

Td est le point de départ des locomotives modernes. On les a perfectionnées, depuis Stephenson, en augmentant leur poids et leur puissance, mais dans leurs traits généraux elles ne sont que' la reproduction amplifiée delà Fusée de 1829. Aujourd'hui, le poids des machines a été porté de quatre tonnes à vingt, à trente, à quarante tonnes même pour certains types spéciaux ; la vitesse est poussée parfipis au-delà de cent kilomètres à l'heure. On connaît les formes et les dimensions qu'il faut adopter pour les machines à voyageurs, qui traînent des poids légers à des vitesses très considérables, et pour les machines à marchandises^ qui traînent de lourds convois à vitesse faible. En général les premières ont de grandes roues motrices et des cylindres de capacité restreinte; les secondes, de gros cylindres et de petites roues. Enfin on a créé des types propres à gravir de fortes inclinaisons, et grdcc auxquels le chemin de fer, né en pa\^ âi^ \\^\w^^

126 LES MACfflNES.

a pu [lénétrer dans les pays les plus montagneux'.

Deux idées nouvelles ont complété de nos jours la locomotive : 1 une est l'alimentation à l'aide de à Vinjecteur Gi/farrl ; l'autre, l'emploi de la contrevapeur et la transformation de la locomotive enun moyen d'arrêt ou de ralentissement, par les prgcé- ] dés de MM. Le Chatelier et Ricour. Nous ne pouvons décrire en détail ces perfectionnements. Ici, où il n'est question que des moteurs, nous nous bornerons à remarquer que les améliorations successives fie la locomotive ont rejailli sur les machines fixes: on leur fait prendre aujourd'hui des vitesses bien 1 plus grandes que celles auxquelles Watt avait cru devoir s'arrêter; les chaudières produisent beaucoup plus de vapeur, et les progrès les plusrécents* à tendent à leur en faire produire encore davantage- ' C'est ainsi, par exemple, que les chaudières verticale^ 9 sorte d'application en grand du Samovar russe, donnent une ébullition presque instantanée, et foumiBsent aux machines, à volume égal, une alimentation plus abondante que les chaudières horizontales) longtemps employées exclusivement dans l'industrie.

La machine à vapeur est, sans contredit, la plus j)arfait(î des machines tliermiques, mais la théorie (ît la pratique s'accordent à indiquer qu'il reste encore de nombreux perfectionnements à y introduire. Ces perfectionnements se résument en deux points: 1*» élever la température et la pression de la vapeur dans la chaudière ; 2« réduire les pertes de chaleur pour rapprocluT le jeu de la machine de la marche lliéorique connue en mécanique sous le nom de cycle fie Cnvnot. Lu théoi'ie montre que le travail de '«Al,;,

^ Voy. les Chemins de fer, A'Xu\viAè<iV>\ji\VWv\\u\.

LOCOMOTIVE. 1 i7

Btchine, supposée parfaite , dépend des tempéra- . res de la chaudière et du milieu où s'opère la conmsation ; elle montre aussi que le travail produit it indépendant de la nature du corps qui subit ces uiations de température; de sorte qu'à part les onsidérations pratiques qui peuvent conduire à ^référer tel corps à tel autre dans certaines circontances particulières, il est indifférent, au point de ue du travail à produire, d'agir sur Teau, sur Tair, ur le chloroforme, ou sur tout autre corps. Le vrai aractère de la chaleur, comme puissance motrice, 3 réïèle par ce principe : Quand un corps pesant irt d'un point pour aboutir à un autre situé plus is, la pesanteur produit toujours le même travail, lelle que soit la nature du corps qui tombe et lelle que soit la ligne qu'il ait parcourue : ce tra- Lil ne dépend que du poids du corps et de la hauteur ' chute. De même, le travail dans les machines theriques dépend de la quantité de chaleur produite de la chute de chaleur , mais ne dépend en aucune Son du corps qui reçoit cette chaleur en dépôt. lies perfectionnements indiqués par la théorie ont 6 en partie réalisés dans ces dernières années. y à un habile constructeur, M. Farcot, avait créé i type de machine très bien étudié, dans lequel la îpense de combustible par heure et par cheval ibaijsait au-dessous de 1 kilogramme, limite inféîure, qu'autrefois les machines de Cornouailles cuvaient seules réaliser. Un ingénieur amériîn, M. Corliss, a été plus radical dans ses transrmations ; remarquant le travail négatif coniérable que représentait l'oscillation des tiroirs, a supprime cette pièce encombrante, \)0\3i^ ^wy^n^-

nir aux robinets de l'antique machine de Newcomeu; ces robinets sont réduits à des pièces très légères, ^ que la machine manœuvre en temps utile de ma- % nière à assurer la détente, et dont les déplacements exigent très peu d'efforts. La machine de Woolf à deux cylindres perfectionnée est devenue la machine Compound, qui paraît appelée à réussir très bien, surtout dans la navigation: Nous ne pouvons mieux faire que de renvoyer pour la description de tous ces appareils à V Histoire de la machine à vapeur, de M. R.H. Thurston, traduite de l'anglais par M. Hirsch (Paris, Germer-Baillière, 1880).