LOCOMOTIVE A EAU CHAUDE

Nous passons à une manière nouvelle et fort originale de faire usage de la vapeur d'eau, comme agent moteur des voitures de tramways.

Les dangers d'un foyer que l'on promène dans les rues, et qui est sujet à semer sur le sol des fragments de charbon enflammé, ou à lancer de dangereuses étincelles ; — les jets de vapeur sortant des cylindres, qui ont l'inconvénient d'effrayer les chevaux ; — la difficulté d'éviter la production de la fumée; — le tout inséparable de l'emploi de la locomotive à vapeur, ont conduit à l'idée, extrêmement ingénieuse, de supprimer tout foyer, en faisant agir, sur les cylindres moteurs, delà vapeur à très forte tension, fournie par de l'eau bouillante, contenue dans un réservoir clos. Dès lors, point de foyer, point de bruit, point de fumée, enfin aucun mécanisme sujet à des dérangements en pleine route.

Ce système, connu sous les noms divers de locomotive sans foyer, de locomotive sans feu, et de locomotive à eau chaude, est originaire d'Amérique. Il a été perfectionné, introduit en Europe et popularisé par un ingénieur français, M. Léon Francq, et peut-être sera-t-il, dans l'avenir, le mode de propulsion préféré pour les tramways. A Vienne, il a été choisi, comme nous l'avons dit dans le précédent volume de cet ouvrage, pour le raihvay métropolitain à créer dans cette ville, et il n'est pas impossible que le chemin de fer métropolitain de Paris l'adopte également.

11 ne sera donc pas sans intérêt de rechercher l'origine, en Amérique, et de rappeler les perfectionnements qu'a reçus, en France, cet intéressant mode d'emploi de la vapeur.

C'est à un Américain, le docteur Lamm, qu'est due l'idée remarquable d'emmagasiner, dans un réservoir, de l'eau bouillante, suffisamment chauffée, sous pression, pour obtenir ensuite de cette vapeur une quantité de travail capable de remorquer, sur une voie de tramways, une voiture à voyageurs, pesamment chargée.

La locomotive sans foyer du docteur Lamm repose sur ce principe de physique, que le pouvoir d'ébullilion de l'eau croît où décroît selon que la pression augmente ou diminue à sa surface; en d'autres termes, que dans un vase clos, plus on échauffe l'eau, plus la pression augmente à sa surface.

C'est à la Nouvelle-Orléans que fut appliqué ce curieux système. En 1871, le docteur Lamm mit en circulation, sur la ligne du tramway qui existe entre la Nouvelle-Orléans et Carrolton, une machine sans foyer. Cette locomotive se composait d'un réservoir clos, d'environ 1 mètre de diamètre et de 3 mètres de long, monté sur quatre roues et rempli d'eau chauffée à la pression suffisante pour fournir, à l'intérieur, de la vapeur à très forte pression. Les cylindres à vapeur, placés près du réservoir, actionnaient une manivelle, qui faisait tourner l'essieu, au moyen de roues dentées. Le réservoir, de la capacité d'un mètre cube, était

d'abord rempli d'eau froide ; puis on le mettait en communication avec le tuyau d'un générateur fixe, dont la pression était de 14 kilogrammes par centimètre carré. L'eau s'échauffait rapidement, par l'arrivée de l'eau bouillante, et sa pression arrivait à 12 kilogrammes 6, par centimètre carré. On supprimait alors la communication avec le générateur d'eau bouillante, et la locomotive à eau chaude était prête à fonctionner. Une fois remplie à Garrolton, la locomotive pouvait faire le voyage pour aller jusqu'à la Nouvelle-Orléans et en revenir, et elle conservait encore une pression de 3 kilogrammes 5, par centimètre carré. La vapeur sortant des cylindres était simplement déversée dans l'atmosphère.

Il paraît qu'en 1875 les locomotives à eau chaude étaient constamment en marche sur le tramway de la Nouvelle-Orléans à Carrolton, et donnaient des résultats satisfaisants.

Un ingénieur français, M. Léon Francq, ayant eu connaissance delà locomotive sans foyer du docteur Lamm, se proposa de l'introduire en France.

Depuis longtemps, d'ailleurs, M. Léon Francq se consacrait à l'élude et au perfectionnement des tramways. C'est à lui que l'on doit l'introduction en France de la voiture de tramways capable de dérailler et de reprendre la voie, qui remplaça la voiture primitive de M. Loubat, sur le chemin de fer, dit américain, allant de la place de la Concorde à Sèvres, modèle qui a pris, depuis 1872, un si grand développement. Il a attaché son concours à la création des tramways de Paris, de Lille (dont il est ingénieurconseil) ainsi qu'à ceux de Roubaix, Turcoing, Calais, Montpellier, Versailles, Saint-Élienne, Alger, Rueil-Marly, etc. Sur la demande de l'administration, il a fait divers essais de rails de plusieurs systèmes, sur des points très fréquentés de Paris, par exemple au carrefour de la rue de Rivoli et du boulevard Sébastopol.

C'est dans le cours de ces études, que M. Léon Francq ayant eu connaissance des résultats conslatés à la Nouvelle-Orléans, sous le rapport de l'économie, par la locomotive sans foyer, se proposa de l'importer en France. Il en acquit le privilège de l'inventeur, et s'occupa de lui apporter les perfectionnements dont elle avait besoin pour servir à un trafic régulier.

Comme nous l'avons dit, le docteur Lamm alimentait les récipients de sa locomotive, en y introduisant de l'eau bouillante, fournie par un générateur. M. Léon Francq a obtenu un chauffage plus égal et bien meilleur en introduisant, dans l'eau du récipient, la vapeur qui se dégage d'un générateur.

Les machines américaines à eau chaude, construites par le docteur Lamm, ne permettaient pas de concilier la puissance de traction sur les

rampes avec la facilité de circulation dans les courbes ; et comme la pression diminue sans cesse pendant la marche, par suite du travail effectué, le mécanicien était constamment obligé de manœuvrer le régulateur, pour rendre la vitesse uniforme sur tout le parcours. Cette opération ne pouvait se faire qu'au détriment de la surveillance de la voie, surveillance déjà fort difficile, à cause de la position du conducteur à l'arrière du remorqueur.

M. Léon Francq a fait disparaître la majeure partie de ces inconvénients. Le renvoi dans l'atmosphère de la vapeur sortant des cylindres, a l'inconvénient d'effrayer les chevaux, dans la traversée des rues. Au lieu de rejeter directement la vapeur au dehors, M. Francq la dirige dans un condenseur, où sa liquéfaction est à peu près complète. Dès lors, il y a très peu d'émission de vapeur à l'extérieur, et, en même temps, le bruit de l'échappement est à peine perceptible.

Enfin, un détendeur automatique pour la vapeur donne la possibilité de régler d'avance, et à volonté, la pression de la vapeur à son entrée dans les cylindres.

M. Léon Francq a également porté remède à un défaut que présentent la plupart des machines américaines : la nécessité du retournement au bout de chaque parcours. Son remorqueur à vapeur peut marcher indifféremment dans les deux sens, comme la locomotive Brown.

M. Léon Francq, qui s'est rendu, ainsi que nous l'avons dit, cessionnaire des droits de M. Lamm, aujourd'hui décédé, a poursuivi avec une grande persévérance les applications de la locomotive à eau chaude, et il y a industriellement réussi par l'établissement successif de la ligne de tramways de Rueil à Marly, de celle de Lille à Roubaix, et aussi de celle de Java (aux Indes hollandaises) aujourd'hui en plein fonctionnement, et qui ne compte pas moins de vingt et une machines.

Dans les machines locomotives sans foyer de M. Léon Francq, un disque denté facilite le passage dans les courbes.

Disons, toutefois, que cette locomotive est lourde; vide, elle pèse 6,604 kilogrammes, et, pleine, 8,433 kilogrammes.

Dans les essais qui ont été faits à Paris, sur la ligne de tramways, entre l'église Saint-Augustin et le boulevard Bineau, trajet qui est d'environ 8 kilomètres, aller et retour, la machine de M. Francq remorquait un omnibus de 2,000 kilogrammes contenant huit voyageurs. La pression dans le réservoir tomba de 10 kilogrammes 968, à 3 kilogrammes 515 par centimètre carré, pendant le parcours, aller et retour. Pendant les dix premières minutes de marche, on n'apercevait aucune émission de vapeur de la machine ; mais,

dans la suite, il s'en échappait une quantité considérable, qui fut une cause d'ennui pour les voyageurs qui se trouvaient dans le car suivant, mené par des chevaux.

Dans les machines Francq construites par M. Cail, le réservoir d'eau bouillante est entouré d'une enveloppe de bois et de liège. Les roues ont 0m,762 de diamètre, et les essieux sont à une distance de lm,30 l'un de l'autre, pour que la machine puisse passer facilement dans des courbes de 15 mètres de rayon. Le réservoir, cylindrique, est en tôle d'acier, épaisse de 0m,014. 11 a 1 mètre de diamètre et 2 mètres de long. La limite de pression qu'on a autorisée, est de 15 kilogrammes par centimètre carré (15 atmosphères).

Pour résumer les perfectionnements apportés par M. Léon Francq à la machine américaine, nous dirons que les principales difficultés qu'on avait rencontrées dans les applications de la locomotive sans foyer qui fonctionnait en Amérique, résultaient de ce que la pression était constamment décroissante, depuis le départ jusqu'à l'arrivée à destination. M. Léon Francq a muni la machine d'un régulateur spécial et augmenté, en même temps, l'étendue de la période d'introduction de la vapeur. Celle-ci est d'abord amenée dans un détendeur, et se réchauffe ensuite en passant dans un tuyau qui plonge dans l'eau chaude du récipient, ce qui La ravive, en quelque sorte, avant qu'elle ait agi sur le piston.

L'échappement de la vapeur donnait lieu à un bruit, et, par les temps de soleil, à des ombres fuligineuses, qui effrayaient les chevaux, à la rencontre de la locomotive. On a corrigé ces défauts en obtenant, au moyen d'un condenseur à surface exposé au refroidissement de l'air ambiant, une liquéfaction de 40 pour 100 environ du poids de la vapeur dépensée.

Quelques chiffres donneront, d'ailleurs, la mesure des progrès accomplis.

La machine de Lamm était chargée d'eau à température inégale, au maximum de + 180°, celle de M. Francq contient de l'eau chauffée à + 200°.

Le récipient primitif cubait, à la Nouvelle-Orléans, 1,300 litres; ceux de Java jaugent 2,500 litres. -

Les premiers parcours étaient très courts et un peu incertains ; ils peuvent aujourd'hui être prolongés, sur une voie même accidentée, jusqu'à 20 kilomètres, avec deux voitures, soit 10 kilomètres aller et retour, avec unique rechargement d'eau à l'une des extrémités de la ligne.

La ligne de Lille à Roubaix a une longueur de 11,208 mètres, et donne lieu à une exploitation non interrompue de 23,000 kilomètres par mois, dans des conditions vraiment pratiques.

Telle est la locomotive à eau chaude, que nous représentons sur la figure 95. Cette machine tend à acquérir de jour en jour plus d'importance. Depuis 1880, elle dessert la petite ligne de tramways, allant de Rueil à Marly, et l'expérience démontre qu'elle peut traîner, en faisant un service régulier, plus de 20 tonnes, à une vitesse de 20 kilomètres par heure, et qu'elle franchit, sur l'embranchement de Marly, une rampe de près de 2,000 mètres, sur laquelle se trouvent des déclivités de G pour 100.

Nous représentons, sur la figure 96, la locomotive à eau chaude remorquant deux voitures de tramways sur la route de Rueil à Marly.

La dépense pour la traction, sur cette ligne, n'est que de 0 fr. 45 par kilomètre. Le tramway de Lille à Roubaix qui fait, sur une longueur de 11 kilomètres, une recelte brute de 400,000 francs, ne laissait aucun bénéfice avec les locomotives à vapeur ordinaires ; avec la locomotive sans foyer, un bénéfice notable a été constaté en 1884.

Quelques détails pratiques sur la manière de mettre en usage la nouvelle locomotive, termineront cet exposé.

La locomotive à eau chaude, ou sans foyer, est tout simplement une locomotive ordinaire, où l'on remplace la chaudière tubulaire et tout l'attirail qui en dépend, par un réservoir dans lequel on introduit de l'eau aux trois quarts. On met ce récipient en communication avec une chaudière à vapeur (à haute pression autant que possible) ; l'eau se réchauffe et prend une température égale à celle de la vapeur qui vient se mélanger avec elle. Quand on rompt la communication, la chaleur emmagasinée par l'eau suffit pour transformer une partie de celle-ci en vapeur, dont l'énergie est suffisante pour effectuer un travail important.

Ainsi, une tonne d'eau chaude à + 200 degrés, montée sur une petite locomotive de trois tonnes à vide, peut fournir un parcours horizontal de 10 kilomètres au moins (aller et retour) avec une charge de dix tonnes environ. Dans chaque cas, on peut faire varier la charge ou la distance à parcourir en plus ou en moins.

Pour chauffer l'eau à + 200 degrés (pression, 15 atmosphères), une chaudière spéciale à haute pression est nécessaire. Mais si l'on veut employer les chaudières ordinaires des usines, il faut augmenter la capacité du réservoir d'eau, pour avoir le même travail produit. Dans l'un et l'autre cas, les cylindres moteurs de la locomotive sans foyer sont calculés pour travailler régulièrement à faible pression, par l'effet du détendeur imaginé par M. Francq, qui amène la vapeur toujours à la môme pression sur les pistons, quelle que soit celle du réservoir d'eau chaude. Celte pression ne peut varier, dans les limites fixées à l'avance, que par la volonté du machiniste

quand celui-ci doit franchir une courbe ou une rampe qui exige une traction plus puissante.

Nous venons de passer en revue les différents modes d'emploi de la vapeur, qui ont été employés pour la traction des voitures de tramways. Il nous reste à dire que la force de la vapeur, de quelque manière qu'on l'emploie, serait le moyen le plus rationnel pour le service des tramways.

FlG. 96. — LE TRAMWAY DE RUE1L A MARLY MENÉ PAR LA LOCOMOTIVE A EAU CHAUDE

Bien qu'en ce moment, une certaine défaveur pèse sur tout procédé de traction mécanique appliqué aux chemins de fer des rues, on ne se tromperait pas en affirmant que l'avenir appartient à la vapeur, pour ce genre de service.

L'auteur, très compétent, d'un ouvrage sur les Tramways, auquel nous avons fait divers emprunts, dans le cours de cette Notice, M. Sérafon, ancien directeur des tramways de Lille et ancien ingénieur en chef d'une société de chemins de fer sur routes, exprime son opinion sur ce point, en termes si vifs et si catégoriques, que nous ne pouvons nous empêcher de la consigner ici.

« L*emploi des chevaux, dit M. Serafon, est la plaie des tramways. Le prix des fourrages, si variable qu'on ne peut déterminer à l'avance ce que coûtera la ration, le renchérissement des chevaux, leur usure rapide, les épidémies qui les déciment à certaines époques, tout concourt à rendre ce mode de traction très onéreux et très préjudiciable aux compagnies.

Tandis que les frais de traction sur un chemin de fer à locomotives n'entrent que pour 30 à 35 pour 100 dans les dépenses d'exploitation, la traction animale représente les 65 à 75 pour 100 de celles d'un tramway.

Avec les chevaux, les moyens de transport sont forcément limités. Une compagnie ne peut pas nourrir toute la semaine des chevaux, qu'elle n'utilise que le dimanche et les jours de fête où le mouvement des voyageurs augmente considérablement. Il faut, pour qu'un tramway prospère, qu'il transporte beaucoup, et que la traction ne prenne pas la majeure partie de la recette.

Ces deux conditions ne peuvent pas être remplies avec emploi des chevaux.

Les compagnies sont préoccupées depuis longtemps de cette situation préjudiciable, et beaucoup ont cherché à l'améliorer en ayant recours à la traction mécanique. Si on ne peut pas encore considérer les machines comme pouvant remplacer les chevaux sur les tramways, il faut reconnaître qu'un grand pas a été fait dans cette voie (1). »

(1) Les Tramways, in-12. Paris, 1882, page 214.

Les voitures de tramways mues par l'air comprimé. — La locomotive Mekarski, sa description, son fonctionnement, ses avantages.

Dans la Notice sur le percement du mont Saint-Gotkard, qui fait partie du tome IIP de cet ouvage, on a vu que les locomotives à air comprimé, furent constamment employées pour le transport des déblais, et l'on a pu apprécier les services que ces machines ont rendus, grâce aux intelligentes et efficaces dispositions imaginées parle professeur Daniel Colladon, de Genève. On ne sera donc pas surpris d'apprendre que les locomotives à air comprimé aient été appliquées à la traction des voitures de tramways.

C'est que l'air comprimé présente des avantages de premier ordre pour traîner des voitures, au milieu des grands centres de population. La locomotive à air comprimé n'émet point de vapeur, ne fait pas de bruit, et ne répand pas de fumée ; elle part et s'arrête, avec une grande facilité. Aussi plusieurs constructeurs ont-ils essayé de rendre ce système d'un usage pratique.

En France, M. Mekarski a attaché son nom à la création d'une locomotive mue par l'air comprimé, qui a attiré ajuste titre l'attention publique. Nous donnons, dans les figures 97 et 98, la vue perspective de la locomotive à air comprimé de M. Mekarski, avec l'appareil régulateur de h pression.

La locomotive à air comprimé présente, dans son ensemble, l'aspect d'un wagon de tramway. A l'avant est la plate-forme, sur laquelle se place le conducteur.Sousle châssis de supportde la caisse sont disposés, transversalement, des cylindres de tôle, A, B, G (fig. 78), capables de résister à l'effort de trente atmosphères, dans lesquels on peut comprimer de l'air au moyen d'une machine à vapeur. Mais quoique emmagasiné à l'énorme pression de 25 atmosphères, afin de n'occuper qu'un volume des plus restreints, l'air comprimé ne doit être employé que sous la pression, beaucoup moindre, de 3, 4 ou 5 atmosphères, suivant les poids à entraîner ou les difficultés que présente la route. Il a donc fallu imaginer un système particulier pour ne laisser

226 les NOUVELLES CONQUÊTES DE LA SCIENCE

passer', dans le mécanisme moteur, que la quantité exacte d'air comprimé nécessaire pour produire l'effet voulu. Ce mécanisme, dispose sur la plate-

FlG. 97. - APPAREIL RÉGULATEUR DE LA PRESSION DE LA LOCOMOTIVE MEKARSKI

forme d'avant, est manoeuvré à la main, au moyen d'une roue, par le conducteur, qui peut, ensuivant des yeux les indications de pression de deuxmano-

Mais on sait que l'air comprimé, quand il revient à la pression ordinaire, se refroidit. En passant de 25 à 5 atmosphères, il se refroidirait au point d'amener la congélation des huiles de graissage, de causer, par suite, des grippements dans le cylindre, et finalement une mise hors d'état du mécanisme. M. Mekarski a obvié à ce danger en faisant passer l'air dans une bouillotte ou réservoir d'eau E(fîg. 97), surchauffée à + 180°. C'est donc réchauffé et chargé d'humidité, que l'air pénètre dans les cylindres moteurs placés sous la voiture. Ces cylindres sont garantis de la poussière et de la boue par une enveloppe qui les recouvre entièrement ; de telle sorte que, du dehors, on n'aperçoit, qu'une voilure-wagon un peu plus élevée que les voitures ordinaires des tramways.

Il est facile de se rendre compte des grands avantages de ce système de machine, qui fonctionne sans foyer, sans fumée, et est exempt de ce bruit particulier aux véhicules mécaniques, enfin qui ne présente aucun danger d'incendie ni d'explosion.

Les expériences faites en 1878 démontrèrent que la voiture automobile à air comprimé emportait avec elle une provision d'air suffisante pour accompli r le trajet complet, aller et retour, du rond-point de l'Étoile jusqu'à Courbevoie, en réservant une provision suffisante pour parer à toutes les éventualités. Elle réalisait une vitesse suffisante, gravissant sans difficulté les longues rampes de l'avenue, et s'arrètant très rapidement.

A la suite de ces essais, les locomotives à air comprimé de M. Mekarski furent mises en service sur la ligne des tramways Sud, de la place de l'Étoile à Courbevoie; mais leur usage n'y fut pas longtemps conservé. Aujourd'hui, les chevaux font la traction sur cette ligne ; mais les mêmes locomotives fonctionnent sur les tramways de Nantes.

Ce système n'est point, comme on l'a dit, dispendieux; car, d'après le directeur des tramways de Nantes, la traction ne coûte que u fr. 37 par kilomètre, landis que la traction des tramways à vapeur s ir le réseau Nord, à Paris, était du prix de 0 fr. 55 et des tramways Sud, du prix de 0 fr. 57.

En Angleterre, le colonel Beaumont, le même dont nous avons parlé dans la Notice sur le Tunnel sous-marin du pas de Calais, qui fait partie du tome 11° de ce recueil, et à qui l'on doit la remarquable machine perforatrice pour les roches tendres, dont nous avons donné la description et le dessin, a exécuté une locomotive à air comprimé que nous représentons dans la figure 99.

Le car à air comprimé du colonel Beaumont a été construit à Londres par MM. Greenwood et Ballcy. Ces constructeurs donnent à l'air une forte

compression, pour augmenter son effet utile. Cette pression est de 70 kilogrammes par centimètre carré, avec un réservoir de 1,840 litres d'air. La compression de l'air s'effectue avec une machine à vapeur Compound. Cette machine est à quatre cylindres. L'air s'y détend successivement, depuis la pression initiale de 70 kilogrammes jusqu'à la pression de l'air qui est renvoyé à l'extérieur, après avoir produit son effet mécanique.

Les volumes des quatre cylindres qui se font suite sont dans le rapport de 1, 3 à 9, 27 ; de sorte que dans cette machine, l'air peut se détendre à 27 fois de son volume à l'état de compression. Quand la pression baisse, le premier cylindre est fermé à l'air, qui va directement au second; si besoin est, le second est fermé, et l'air va directement au troisième, et finalement au quatrième.

M. Kinnear Klark, décrivant la machine à air comprimé du colonel Beaumont, s'exprime ainsi :

« M. Greenwood fait remarquer qu'on ne peut tirer la même puissance de la machine à air comprimé sous une pression décroissante. Il a calculé qu'on perd les 4/5 de la force de la vapeur employée à la compression, mais il espère réduire la perte aux 2/3 et conserver 1/3 de la puissance de la vapeur comme travail utile effectué. La force en chevaux que donne un pied cubique d'air à une pression de 70 kilog. 31 est d'environ 5 chevaux.

La machine ci-dessus mentionnée a parcouru 10,460 mètres avec un poids de 4 à 5,000 kit. M. M. Greenwood estiment qu'avec un réservoir de 2,831 litres de capacité complètement chargé, on pourrait parcourir 16,000 mètres.

Le poids d'une pareille machine serait de 4,000 à 4,500 kilogrammes (1). »

Un constructeur d'Ecosse, M. Scott-Moncrieff, a fait circuler, en 1875, sur une ligne de tramways qui parcourt la vallée de la Clyde, un car à air comprimé.

Le car de M. Scott-Moncrieff, qui est mû par l'air comprimé, ressemble, en apparence, à une voiture ordinaire de tramways. Le réservoir et le mécanisme sont portés sur un châssis, en dessous du plancher de la voilure, et les machines sont dans la partie centrale.

M. Kinnear Clark donne la description suivante de la locomotive à air comprimé de M. Scott-Moncrieff.

« Dans le premier car construit et mis en service, comme essai, vers le milieu d • 1875 sur le tramway de la vallée de la Clyde, il y avait six réservoirs contenant

(t) Les Tramways, par Kinnear Clark, traduit de l'anglais par 0. Chemin, Paris, in-S°, 18S0 page 276.

de l'air comprimé — trois à chaque extrémité du car. L'air était fourni aux réservoirs à la pression de 24 kilog. 605 ()ar centimètre carré. Il y avait deux cylindres à air deOm, 151 de diamètre avec une course de 0m, 356. La provision d'air passait dans un orifice étroit avant d'être admise dans les cylindres; l'admission était arrêtée, de manière que la détente se fît jusqu'à ce que la pression se réduisît à celle de l'atmosphère ; l'air moteur était expulsé à cette pression. Le poids total du car était de 6,858 kilog. ; avec 40 voyageurs, il était de 10,668 kilog. M. Scott- Moncrieff rapporte que pendant uneépreuve qui a duré 14 jours, sur la ligne entre Gavan et Paisley-ïoll, les réservoirs étaient chargés, après chaque parcours de 4,800 mètres, avec de l'air comprimé ayant une pression de 21 kilog. 800 par centimètre carré et qui servait jusqu'à ce que la pression fût descendue à 7 kilog. 031 à 7 kilog. 731. La pression moyenne de l'air dansles cylindres était d'environ 1 kilog. 585. M. Scott-Moncrieff fait connaître que son car consommait par kilomètre de 7,040 à 8,800 litres d'air estimé à la pression atmosphérique, et il pense qu'une machine de 150 chevaux suffirait à entretenir un service de 1,600 kilomètres par jour.

La machine de M. Scott-Moncrieff a repris pendant quelques semaines un service régulier sur la vallée de la Clyde au commencement de 1877. Des résultats de son expérience il a conclu que le prix de revient de l'exploitation (y compris les gages des conducteurs, l'éclairage, le nettoyage) était compris entre 0 fr. 194 et 0 fr. 259 par kilomètre parcouru (1). »

(1) Les Trxmways, page 275.

Les tramways mus par l'électricité. — La traction funiculaire appliquée aux

tramways.

Les avantages que présentent les locomotives à eau chaude et les locomotives à air comprimé, de ne point promener un foyer au milieu des rues, seraient également réalisés par l'électricité servant d'agent moteur aux wagons des tramways.

Cet essai a été fait déjà bien des fois. Nous avons parlé, dans le volume précédent de cet ouvrage, des tramways de Berlin mus par l'électricité, d'après le système de M. Werner-Siemens, et nous avons dit ce qui a été fait à Paris pendant l'Exposition de 1881, pour reproduire aux abords du palais de l'Industrie l'installation du tramway électrique qui avait été étudié et expérimenté à l'Exposition de Berlin en 1879, par MM. Werner Siemens et Halske.

A Berlin, en 1879, les rails étaient utilisés pour transmettre le courant électrique. Mais à Paris on ne put employer cette disposition, par suite du veto prononcé par la Préfecture de police. On fut donc obligé de disposer, sur le côté delà voie, de gros tubes en laiton, qui étaient soutenus aune certaine hauteur, par des poteaux. Ces tubes, isolés entre eux, communiquaient avec les deux pôles de la machine dynamo-électrique placée dans le palais de l'Industrie, et qui engendrait, par le mouvement, le courant électrique. A l'intérieur de ces tubes, deux curseurs, ou chariots métalliques, suivaient les fils, et étaient en communication avec la voiture, au moyen de simples cordes.

L'électricité ne pourrait servir à la traction des voitures de tramways, dans le cours d'un service régulier, en prenant les rails pour conducteur. Il faudrait donc isoler la voie en la plaçant sur des tabliers métalliques élevés sur des arcades, comme on le fait pour les railvvays métropolitains de New York. Mais alors, on ne se trouve plus en présence d'un tramway : on a un véritable chemin de fer électrique.

Dans la première partie du présent volume , nous avons longuement décrit le railway électrique proposé par M. J. Chrétien, pour le chemin

de fer métropolitain de la ville de Paris. Celte disposition aurait évidemment de grands avantages, et le mode de traction par l'électricité est digne d'être mis en balance avec la locomotive à eau chaude de M. Léon Francq. Mais dans ce cas, comme dans celui du railway électrique de MM. Siemens et Halske, il faut élever la voie sur des arcades, en maçonnerie ou en fer, et alors on n'est plus, nous le répétons, en face d'un tramway, mais bien d'un chemin de fer urbain.

La figure 100 (page 237) montre les conditions dans lesquelles il faudrait installer l'électricité comme agent moteur des convois, à l'intérieur d'une ville. La voie est élevée sur des arcades, et avec cette installation, rien n'empêche que l'on se serve des rails comme conducteurs du courant électrique. C'est le système de traction électrique, tel que M. Chrétien le conçoit, et que nous croyons devoir figurer ici de nouveau, pour bien établir les conditions dans lesquelles un tramway électrique devrait être installé. Nous nous hâtons d'ajouter que jusqu'ici la traction électrique sur une voie aérienne n'a été réalisée dans aucune ville.

En 1883, un essai de traction électrique a été fait à Paris, par un système tout particulier, et qui rentre bien dans le service des tramways. Le moteur électrique est porté par le wragon même ; on n'a donc pas besoin d'isoler la voie, de sorte que le système peut dire, comme le philosophe Bias : Omnia mecum porto {Je porte tout avec moi).

La voiture électrique qui fut essayée â Paris, pendant l'été et l'automne de 1883, était actionnée par une machine dynamo-électrique, alimentée d'électricité par des accumulateurs. Celte expérience attira une juste curiosité. Il était intéressant, en effet, de voir les accumulateurs employés comme source régulière d'électricité ; et, d'un autre côté, la progression d'un véhicule, non sur des rails, mais sur une route ordinaire, à la façon d'une locomotive routière, était un trait d'audace auquel on devait applaudir.

Un certain succès n'a pas manqué, d'ailleurs, à cette démonstration pratique de l'utilité des accumulateurs. La question de dépense n'est pas, en effet, précisément ce dont il faut s'occuper à l'origine d'une invention. 11 faut commencer par s'assurer de son bon fonctionnement, les comptes viennent plus tard.

C'est le 24 juin 1883, à quatre heures du matin, que le tramcar partait pour la première fois, de la place de la Nation, à Paris, emportant 30 voyageurs, sur la ligne des boulevards extérieurs. Il passait place de l'Étoile, prenait l'avenue Kléber, le Trocadéro, et arrivait, vers cinq heures vingt minutes, à la Muette, près Passy. Il sortait alors des rails, pour se retourner,

les reprenait, après une halte d'une demi-heure, et finalement était de retour à son point de départ à sept heures, après avoir effectué un trajet d'environ 32 kilomètres, avec une vitesse moyenne de 11 à 12 kilomètres à l'heure. ; Cette expérience a été répétée un grand nombre de fois, et toujours avec succès.

Donnons maintenant la description du mécanisme moteur de la voiture électrique.

Près de la plate-forme et sous le plancher de l'omnibus, est fixée une machine dynamo-électrique Siemens, qui reçoit le courant de 80 accumulateurs placés sous les banquettes, et que commande un arbre intermédiaire. La transmission se compose de deux chaînes Galle et de deux couronnes dentées rapportées sur les roues.

La poulie, à mouvement différentiel, est folle sur l'arbre; deux petits pignons d'angle engrènent, chacun avec deux roues d'angle. L'une de ces roues est clavetée sur l'arbre, et communique à l'une des roues motrices de la voiture par l'intermédiaire d'un pignon clavetô sur le môme arbre. L'autre roue est folle, et commande directement l'autre roue motrice de la voiture, à l'aide d'un autre pignon.

® L'une des roues motrices de l'essieu d'arrière est fixe, l'autre est folle sur cet essieu. H en est de même pour celles de l'essieu d'avant-train mobile, commandé par un pignon et un segment denté.

On peut ainsi proportionner à chaque instant, dans une courbe, l'effort moteur appliqué à chaque roue motrice du travail résistant, et l'ensemble du mécanisme est doué d'une grande souplesse.

La possibilité de mettre en action un véhicule sur les routes ordinaires, au moyen de la traction électrique, a été assez bien démontrée par cette expérience. C'est là le fait important, car les accumulateurs pourront être remplacés avec avantage par la pile au bichromate de potasse, ou par une autre pile dont l'action soit plus longue et moins irrégulière; et rien ne s'opposera, dès lors, à la mise en pratique des voitures électriques sur les routes ordinaires. Remarquons, en effet, que la traction sur les voies ferrées est une chose assez simple avec une machine dynamo-électrique fixe et une machine réceptrice portée par le véhicule, mais que, pour un transport sur les routes ordinaires, ce moyen ferait entièrement défaut.

Nous ne nous étendrons pas davantage sur l'application de l'électricité à la traction des cars de tramways, car ce sujet va revenir, avec plus de développements techniques, dans le chapitre où nous traiterons des chemins de fer électriques. La différence qui existe entre les tramways électriques

et les chemins de fer électriques, n'est pas, en effet, facile à tracer, et ce quenous dirons des chemins de fer électriques pourra s'appliquer aux tramways de même nom.

Sur les lignes des tramways présentant de fortes rampes, on a essayé la traction funiculaire, c'est-à-dire la traction par câbles, que nous avons étudiée dans la première partie de ce volume, consacré aux chemins de fer de montagnes.

C'est à San Francisco que cet essai a été fait, et il a donné de bons résultats, sauf que les câbles s'usent vite, ce qui constitue une assez forte dépense.

L'installation d'un chemin de fer à ficelle, comme on l'appelle à Lyon, ne présente pas de grandes difficultés aux ingénieurs. Que l'on se serve du procédé employé à Lyon; — que l'on emploie le système funiculaire de M. Agudio adopté au Pausilippe de Naples, et plus récemment, sur la rampe du chemin de fer de Turin à Gênes, à la Superga; — ou que l'on prenne pour moteur le poids de l'eau, comme au Giesbach, et au chemin deferdeMontreux-Glion; — on dispose d'une voie spéciale où n'est admis aucun passant, et rien n'y gêne la circulation des voitures. Mais c'est autre chose pour un tramway, c'est-à-dire pour une voie ferrée posée à niveau du sol, au milieu des rues et des places, à travers tous les embarras de la circulation publique. Pour placer un câble de traction, il faut nécessairement le loger sous le sol, et imaginer un système mécanique qui relie avec la voiture la corde cachée sous terre. Une autre difficulté consiste à produire aisément les arrêts et les départs, c'est-à-dire à rompre, par intervalles, la relation entre le câble detraction et le véhicule. Voici comment ces difficultés ont été vaincues, sur le tramway funiculaire de San Francisco.

Le câble est installé, comme on le voit sur la figure 101 , au-dessus du solr dans un petit canal de fer. Ce canal résulte de l'assemblage d'une suite de tronçons. Chaque tronçon est composé, lui-même, de feuilles de forte tôle, ajustées sur une base commune, et convergeant entre elles, de manière à former une capacité ovoïdale. Les feuilles ne se touchent pas; elle laissent entre elles une rainure, qui donne passage à une tige de fer, fixée à la partie inférieure de la caisse de la voiture. De cette manière le câble tire la voiture par le procédé ordinaire de la traction funiculaire, c'est-à-dire au moyen d'une machine à vapeur fixe, qui enroule le câble autour d'un cabestan, sur une poulie, placée à une distance convenable.

Comment produit-on les arrêts et les nouveaux départs? D'une manière très ingénieuse, et grâce à une invention, qui caractérise le nouveau

tramway. La tige verticale, B, placée au-dessous de la voiture, et qui suit la rainure supérieure du canal métallique, A, est pourvue, à son extrémité supérieure, d'une sorte de griffe, qui saisit la voiture, quand il s'agit de marcher, et qui s'ouvre, quand il fsut s'arrêter. La griffe étant ouverte, grâce à la simple pression de la main du conducteur, il n'y a plus de relation entre le câble et le véhicule, et, les freins aidant, la voiture s'arrête. Pour repartir,

FlG. lOi — TRAMWAY FUNICULAIRE DE SAN-FRANCISCO, A ROUES VISIISLES

il suffit que le conducteur remette la griffe en prise; alors, le câble étant rattaché à la voiture, la marche recommence.

Le canal métallique devant conserver constamment son plan horizontal, on assure sa stabilité en le faisant porter sur des traverses, c,c', et le renforçant par des montants de fer, m,m', qui relient les sommets de chaque feuille de tôle avec la base commune. Par ces dispositions l'écartement régulier des feuilles qui forment la rainure, est assuré, et la pression du sol est suffisamment supportée par ce canal métallique.

Pour installer ce canal métallique, on pratique une tranchée dans le sol; on y pose les traverses de bois, destinées à supporter le corps du conduit, et sur ces traverses, on fixe les deux parties du tube, ainsi que les montants de fer destinés à la renforcer. On boulonne les tronçons de tôle, et on recouvre de béton le reste de la tranchée, autour du canal et par-dessus. Le tout est recouvert d'un pavage de grès, disposé de telle sorte que les deux bords de la rainure ne dépassent pas le niveau du pavé.

Pour permettre de nettoyer, de visiter le tube et de graisser les parties métalliques exposées au frottement, on ménage des regards, de distance en distance.

On a encore perfectionné ce système, qui est dsvenu, dès lors, le dernier mot du comfort pour les voyageurs.

Les roues, dans une voiture, sont, assurément, essentielles. Elles caractérisent ce véhicule, et il semblerait difficile de construire des voitures sans roues. Cependant, l'esprit inventif des ingénieurs a réalisé ce tour de force, cette sorte de paradoxe mécanique. On voit aujourd'hui, en effet, circuler, sur les tramways de San Francisco, des voitures sans roues.

Les citoyens de la Californie, habitués à aller vite en toutes choses, trouvaient que les roues les gênaient, pour monter rapidement en tramway. Ils voulaient y sauter et en descendre, sans faire arrêter le car. Sur le désir exprimé par les habitants du pays par excellence où le tkmes is money, on a supprimé les roues, ou, si l'on veut, on les a rendues invisibles, en les cachant sous le sol, avec le câble et le mécanisme de traction.

Les roues, placées sous terre, glissent sur des rails, posés dans les deux conduits métalliques qui reçoivent chacun des câbles. La voilure court seule sur la chaussée, et il est facile d'y monter et d'en descendre sans la faire arrêter.

On voit sur la figure 102 les dispositions mécaniques qui réalisent l'effet -ci-dessus énoncé.

Les deux conduits métalliques A, B, composent une double caisse de fer, qui donne à la voie de la solidité ; et le reste de la tranchée, C D',est rempli de béton. Les deux rails, r, r', sont placés à la partie inférieure des conduits métalliques. Près d.3s roues, s, s' sont les poulies, p, //, sur lesquelles glisse et s'enroule le câble remorqueur. Les griffes qui doivent saisir ou lâcher la voiture, pour la laisser marcher ou pour l'arrêter, sont mises en action par le pied du conducteur, au moyen de la tige, eé .

Une innovation digne d'être signalée, est relative à la substitution, que .l'on peut faire à volonté, d'un câble à grande vitesse à un câble à vitesse

moindre. Il y a deux câbles dans le conduit métallique, et comme les deux leviers de droite et de gauche sont indépendants l'un de l'autre, on peut, à volonté, tirer la voilure par le câble à grande où à petite vitesse. Dans les quartiers populeux où l'encombrement est grand, on fait usage du câble à petite vitesse; quand on se trouve dans des rues peu fréquentées, ou quand

FlG. 102. — TRAMWAY FUNICULAIRE DE SAN FRANCISCO, A ROLliS INVISIBLES

on marche le matin et le soir, aux heures où les passants sont rares, on se sert du câble à grande vitesse.

Des balais chasse-neige servent , en hiver, â balayer la voie au-devant du véhicule. C'est au câble que sont attachés ces balais, qui assurent la propreté du rail, et le débarrassent de la neige, au fur et à mesure qu'elle tombe.

Ajoutons que le conduit métallique souterrain est assez large pour recevoir, outre les roues, le câble et les engins métalliques qu'il com-

porte, des fils conducteurs, pour le télégraphe électrique et le téléphone.

Voilà, assurément, un ensemble de dispositions mécaniques originales.

Le système funiculaire souterrain de San Francisco mériterait d'être introduit en Europe, où il ferait peut-être une révolution dans le mode de traction des tramways, en leur apportant la sécurité et l'économie.

Sans doute le système souterrain de la Californie a été imaginé pour remonter les rampes, mais nous ne voyons pas pourquoi on ne l'établirait pas sur les voies de niveau. Il a tous les avantages de l'air comprimé, de la locomotive à eau chaude et de l'électricité, et il est plus économique que la traction par les chevaux. Il se substituerait donc, peut-être, à tous les procédés aujourd'hui en usage. La dernière venue parmi les inventions qui viennent de nous occuper, supplanterait toutes les autres. Ces coups du sort, qui ne sont pas rares dans l'histoire de l'humanité, se voient quelquefois aussi dans l'évolution des arts mécaniques.

Les chemins de fer électriques. — Principes de l'emploi de l'électricité comme agent moteur sur les voies ferrées. — Premier essai de traction électrique fait en 1879, par MM. Werner Siemens etHalske. à l'Exposition d'électricité de Berlin. — Description du véhicule remorqueur et de la voie. — Création du premier chemin de fer électrique sur la ligne de Lichterfelde à l'Ecole des Cadets, près de Berlin. — La voiture électrique de Berlin à l'Exposition de Paris, en 1881.

L'application de l'électricité à la traction des wagons de chemin de fer est une des adaptations de cette force le plus naturellement indiquées, une de celles qui présentent le plus d'espérances pour l'avenir.

Considérez, en effet, les inconvénients qu'entraîne l'emploi de la vapeur pour la traction des convois sur les voies ferrées. Avec nos locomotives, il faut que le moteur commence par se traîner lui-même. Et quel poids ne représente-t-il pas ! Il faut porter avec soi, la provision de charbon et d'eau. 11 faut donner à la locomotive, pour assurer son adhérence sur les rails, un poids de 8 à 10 tonnes. Vraiment, quand on voit certaines locomotives, ce qui étonne, c'est qu'elles puissent encore remorquer des wagons, après s'être traînées elles-mêmes. Une locomotive de marchandises, pesant 12 à 15 tonnes, absorbe la moitié de sa propre force pour progresser sur les rails ; le reste, c'est-à-dire 50 pour 100 seulement, est disponible pour la traction. Avec l'électricité, au contraire, le poids du moteur, que porte la locomotive, est tellement faible qu'il peut être considéré comme négligeable. Laforce est développée au loin, clans un atelier convenablement choisi pour y trouver toutes les facilités d'installation, au milieu d'un centre fixe, où l'on peut placer autant de machines et emmagasiner autant de charbon qu'on le désire. Le convoi est le seul poids à traîner. N'est-ce pas plus conforme aux lois de la logique et de l'économie ?

Avec une locomotive actionnée par l'électricité, plus de chaudière à faire voyager; plus de provision d'eau et de charbon à emporter, c'est-à-dire plus detender; plus de mécanisme compliqué et lourd à faire fonctionner ; plus de flammèches ni d'escarbilles projetées sur la voie. Enfin, sécurité complète,

le courant électrique pouvant être renversé par un simple commutateur, pour agir en sens inverse, et faire office de frein instantané.

Un autre avantage de la traction électrique consiste dans la possibilité de diviser la voie en un certain nombre de blocks, c'est-à-dire de régions spécialement affectées à un système de surveillance. Cette suite de blocks résulte du nombre de machines fixes à vapeur établies sur le parcours de la route, pour envoyer l'électricité aux locomotives circulant sur la ligne.

Ajoutez que, par l'absence de fumée, la locomotive électrique s'impose, pour ainsi dire, dans la traversée des tunnels, des souterrains et des travaux des mines. L'air comprimé et l'électricité sont les seuls agents de traction applicables avec sécurité aux travaux souterrains.

Quant à la liaison à établir entre la machine productrice d'électricité et la locomotive, elle peut se faire de diverses manières, mais jamais elle ne peut gêner la circulation sur la voie.

Ces considérations ont frappé de bonne heure les mécaniciens et les électriciens. Mais la difficulté était de transporter ces vues dans la pratique.

Disons tout de suite comment cette idée a fini par être réalisée.

Nous avons expliqué, dans le premier volume de cet ouvrage, entièrement consacré kV Électricité, les principes du transport de la force à distance. Nous les rappellerons ici.

Une machine dynamo-électrique, c'êst-à-dire produisant un courant électrique par le mouvement, — ce mouvement étant provoqué par le jeu d'une machine à vapeur, — envoie le courant qu'elle détermine, dans un fil métallique conducteur. On peut appeler cette machine, installée en un lieu fixe, la machine productrice d'électricité. Le courant électrique formé par la machine dynamo-électrique productrice d" électricité, recueilli dans le fil conducteur, est envoyé à une pareille machine, installée à dislance, sur un truck de chemin de fer, qui se déplace sur les rails. Le courant circulant dans cette seconde machine, et animant les électroaimants qui la composent, y produit du mouvement, c'est-à-dire fait tourner un axe ou un arbre ; et cet axe ou cet arbre étant relié par des fils de cuivre avec les roues qui supportent le truck mobile, celui-ci avance sur les rails; et si sa force est suffisante, il entraîne le convoi auquel il est attaché par une chaîne.

Ces principes étant posés, on comprendra comment on peut, dans la pratique, établir la liaison entre la machine dynamo-électrique productrice fixe et la machine mobile. Le courant peut être envoyé de la machine fixe à la machine mobile, en prenant pour conducteurs les rails du chemin de fer. Et si ce moyen présente des difficultés dans l'application, on peut

établir la liaison entre les deux machines, en faisant porter le fil conducteur sur des poteaux échelonnés le long de la voie. Pour mettre la machine mobile continuellement en rapport avec le pôle de la machine dynamoélectrique qui lui distribue l'électricité, on peut munir le haut de la locomotive d'une tige verticale, portant un cavalier, en d'autres termes, un petit curseur métallique, qui, tout en se déplaçant avec le véhicule, ne cesse jamais de reposer sur le fil, et d'établir ainsi une communication permanente entre le fil et la locomotive, ou plutôt entre les deux machines productrices et réceptrices d'électricité, l'une fixe, l'autre mobile.

Le grand principe sur lequel repose l'application de l'électricité à la traction sur les voies ferrées, c'est donc, comme l'appellent les physiciens, la réversibilité des machines dynamo-électriques. Mais ce principe est d'invention assez récente. Ce n'est, comme nous l'avons dit dans le volume consacré à Y Électricité, qu'en 1873, à l'Exposition d'électricité de Vienne, que ce principe fondamental, et si riche d'avenir, fut mis en évidence par les représentants de la Société de la machine Gramme. L'invention qui nous occupe ne pouvait donc se produire avant l'année 1873, date de la découverte de la réversibilité des moteurs électriques.

Quels sont les physiciens qui peuvent revendiquer l'honneur d'avoir, les premiers, réalisé la traction électrique sur les voies ferrées?

On ne peut contester ce mérite aux constructeurs de Berlin, MM. Werner Siemens et Halske qui, par l'étude attentive de toutes les conditions à remplir, réussirent à créer la traction des wagons de chemin de fer par deux machines dynamo-électriques conjuguées, l'une fixe, l'autre mobile avec le convoi.

C'est à l'Exposition de Berlin, en 1879, que cette belle invention mécanique vit le jour. Une voiture circula sur un petit chemin de fer de démonstration, de dimensions sans cloute fort exiguës, mais suffisantes pour établir la certitude du fait.

La longueur du trajet n'était pas de plus de 300 mètres. La ligne composait une courbe ovale fermée ; de sorte que les voyageurs revenaient à leur point de dépari, ou pouvaient faire plusieurs fois le tour de cette sorte de piste.

Les voitures n'étaient que des petites banquettes à deux faces adossées, semblables à celles que des chevaux nains traînent, depuis l'entrée du bois de Boulogne à Paris, jusqu'au Jardin d'acclimatation, sur un chemin de fer en miniature.

Le moteur était une machine dynamo-électrique fixe, qui envoyait le-

courant électrique engendré par elle, à une seconde machine semblable, portée par le véhicule en mouvement. Le courant était recueilli par une paire de balais, analogues à ceux de la machine Gramme, lesquels s'appliquaient constamment contre un rail central, ou plutôt une barre de fer posée au milieu de la voie. Cette barre conductrice était ainsi continuellement en rapport avec la machine dynamo-électrique fixe, dont les deux pôles étaient reliés, par des pièces métalliques conductrices, aux deux rails ordinaires de la voie. Le courant, après avoir animé et mis en mouvement les bobines du véhicule remorqueur, repassait par les roues et les rails, puis revenait à la machine fixe. Pour établir la communication électrique générale, toutes les roues des wagons et celles du remorqueur communiquaient par des fils de cuivre.

Le conducteur était assis au-dessus du remorqueur, ayant à sa disposition, à main gauche un commutateur électrique, pour établir les communications électriques selon les besoins, c'est-à-dire pour mettre le train en marche ou pour l'arrêter. Pour ce dernier cas, il manœuvrait de la main droite un sabot, ou frein à friction, qui arrêtait les roues de devant du véhicule remorqueur.

Les figures 103-106 feront comprendre le mécanisme que nous venons d'expliquer en traits généraux. La figure 106 représente la locomotive, ou véhicule remorqueur, et deux voitures, le tout à l'échelle de 1/40.

La figure 103 est une coupe transversale et la figure 104 une coupe longitudinale de la locomotive ; la figure 105 une coupe de l'un des bouts de la voilure, pour indiquer ses dimensions.

On voit sur les figures 103 et 104 le rail central en fer, N, contre lequel viennent s'appliquer les balais conducteurs servant à établir la relation électrique avec la machine fixe génératrice. Le courant qui arrivait par le rail central N et par les balais, est relié au pôle positif. Après avoir actionné les bobines d'induction du moteur, il retourne à la machine génératrice, par l'intermédiaire des roues de la locomotive et des rails.

La machine génératrice d'électricité était une machine Siemens, à courant continu. Le remorqueur représenté figure 106 avec le mécanicien qui le conduit, était aussi une machine Siemens transmettant le mouvement aux roues par une série d'engrenages que l'on voit représentés sur la figure 104 dans la coupe transversale du remorqueur, et à une échelle plus grande et en coupe longitudinale sur la figure 103.

La locomotive électrique de l'Exposition de Berlin, remorquait trois petits wagons qui ne contenaient que six places chacun, trois de chaque côté.

On voit sur la figure 1061e mécanicien tenant dans sa main gauche le com-

mutateur qui sert à interrompre le courant, et dans sa main droite le levier d'un frein à sabot qui vient agir sur les roues de devant du remorqueur. Il

FlO. 106. — LE WAGON ÉLECTRIQUE DU CHEMIN DE FER d'eSSAI DE L'EXPOSITION DE BERLIN, EN 1819.

suffisait d'inverser le sens du courant dans la bobine de la machine motrice, pour changer le sens de la marche de la machine ;

Voici les dimensions principales de cette installation mécanique : Largeur de la voie, 49 centimètres.

Diamètre des roues, 50 centimètres.

Largeur la plus profonde, 86 centimètres. Hauteur maxima, 95 centimètres.

Malgré ces dimensions minuscules du remorqueur, l'effort detraction, à la vitesse de lm,88 par seconde, était de 75 kilogrammes, ce qui représente un travail de près de deux chevaux-vapeur. A l'intérieur de l'Exposition, la vitesse était de 3m,15 par seconde. L'effort de traction était, dans ce dernier cas, de 40 kilogrammes, et le travail total était estimé à près de trois chevaux-vapeur.

Ces chiffres sont importants, car ils montrent que dès les premiers essais, en 1879, on put transmettre une force assez considérable à une locomotive en marche.

L'expérience de traction électrique faite par MM. Siemens et Halske, à l'Exposition de Berlin, en 1879, n'avait duré que quelques mois, mais elle eut un grand retentissement en Allemagne. Aussi ce même petit chemin électrique d'essai fut-il bientôt transporté à Francfort, à Dusseldorf et à Bruxelles.

A Francfort la voie allait de l'Exposition à une gare de railways. Sa longueur était de 250 mètres. On avait installé sur son parcours trois tunnels en miniature, qui rendaient le trajet plus pittoresque.

Un résultat sérieux devait bientôt dériver de ces premiers essais. Un service régulier de communication par procédé électrique, sur une ligne ferrée, fut établi aux portes de Berlin, entre V Ecole des Cadets, ou Ecole militaire, et Lichterferlde, par MM. Siemens et Halske. Lichterferlde est une station du chemin de fer de Berlin à Anhalt; la longueur du trajet entre ces deux points est de 2,450 mètres. L'inauguration, de ce premier chemin de fer électrique eut lieu le 12 mai 1881 .

Il faut dire, toutefois, que MM. Siemens et Halske avaiente onçu un projet beaucoup plus hardi. Ils avaient étudié, et ils furent sur le point d'obtenir la création d'un railway métropolitain électrique pour la traversée de la ville de Berlin. Mais ce projet, quoi que appuyé sur les meilleures études, et dont tout le système mécanique était prêt à fonctionner, ne reçut point l'approbation de l'État. M. Siemens se proposait d'élever la voie sur des arcades. Il s'agissait donc d'un railway métropolitain aérien. Dans ce cas, la communication de l'électricité par les rails offre les plus grandes facilités, la voie n'étant accessible, ni aux piétons, ni aux véhicules étrangers. Malheureusement, les habitants de Berlin virent avec déplaisir ce projet. Il leur répugnait de penser qu'un train de chemin de fer passerait devant leurs fenêtres. Le

mur de la vie privée leur semblait trop exposé à être percé à jour, par un indiscret coup d'œil jeté à travers la portière d'un wagon.

On fit tant et si bien que l'empereur Guillaume se mêla de l'affaire. On menaçait de faire traverser au railway électrique l'allée des Tilleuls, sa promenade favorite. Cette perspective décida le vieil empereur à mettre son veto sur l'entreprise. C'est àla suite de cette décision impériale, que MM. Siemens et Halske, forcés de porter leurs vues ailleurs, se décidèrent à créer la petite ligne de Y Ecole des Cadets à Lichterfelde.

Seulement, et voici la morale de l'histoire, les habitants de Berlin ne gagnèrent rien à leur opposition aux vues de la science. Les trains du railway passèrent, malgré eux, devant leurs croisées. Nous avons décrit, dans le deuxième volume de cet ouvrage, le railway métropolitain de Berlin, et montré que, sur une partie de son parcours, la voie, portée sur des arcades, passe souvent au niveau des premiers étages des rues. Au lieu d'un wagon électrique, ce fut un wagon à vapeur qui frisa les demeures des Berlinois et des Berlinoises. Au lieu de la locomotive électrique silencieuse, les bourgeois récalcitrants eurent dans les oreilles le bruit de la vapeur et de la ferraille.

Avec la ligne terrestre de l'École des Cadets à Lichterfelde, l'installation du système électrique était plus difficile que sur des 'arcades aériennes, les rails étant exposés à tous les contacts qui résultent de la circulation publique. MM. Siemens et Halske durent se mettre en frais d'invention pour accommoder la conduction de l'électricité à ces conditions anormales.

Voici les dispositions qui furent adoptées par ces physiciens constructeurs pour la voie de Lichterfelde à l'Ecole militaire. Les rails, devant être isolés l'un de l'autre, sont disposés de façon à ne toucher que des traverses de bois, et à n'être pas directement en contact avec le sol sur lequel elles reposent. Dans les conditions où l'on se trouvait, cet isolement suffisait. On pourrait d'ailleurs le rendre plus sûr, soit en revêtant les traverses de matières bitumeuses isolantes, soit en plaçant entre les rails et les traverses, des isolateurs en verre ou en porcelaine.

La machine dynamo-électrique destinée à fournir le courant, était installée dans un bâtiment dépendant de la station de Litchterfelde. Elle était actionnée par une machine à vapeur rotative. Des câbles conducteurs, partant du pôle nord de la machine dynamo-électrique, passaient sous le sol, et allaient porter le courant à la locomotive, en suivant les rails, grâce au contact des rails avec les roues de la locomotive. Le chemin de fer d'essai, établi par MM. Siemenset Halske à l'Exposition de Berlin de 1879, se composait, comme on l'a vu, d'un wagon moteur pouvant traîner plusieurs voitures. A Lichter-

felde, il en fut autrement : chaque voiture avait son moteur électrique, actionné à distance, par la machine dynamo-électrique fixe.

Les voitures du chemin de fer de Lichterfelde ressemblent à celles des tramways sud de Paris. On en voit un modèle représenté sur les figures 108 et 109. On voit, sur la figure 109, la petite machine dynamoélectrique, A, posée entre les deux roues, sous la caisse, et actionnant l'essieu de chaque paire de roues. C'est une petite machine Siemens. La bobine tournante est placée perpendiculairement à l'axe de la voie. Le mouvement des essieux est transmis aux roues par des courroies qui, partant d'un tambour extérieur G, vont s'enrouler sur la circonférence même des rouesC. C'est ce que l'on voit dans la figure 108.

Ces voitures peuvent contenir 26 personnes. Elles sont pourvues de freins à sabot. La prise de courant pouvant être opérée de l'un ou de l'autre bout de la voiture, celle-ci peut marcher alternativement dans un sens ou dans l'autre, sans être retournée, comme le font, en général, les voitures des tramways.

Le passage ou l'interruption du courant électrique se fait à l'aide d'un commutateur, qui se trouve sous la main du conducteur.

L'autorité allemande exige que la vitesse ne dépasse pas 20 kilomètres à l'heure. On marche habituellement à la vitesse de 15 kilomètres, mais on pourrait aller beaucoup plus vite.

Telle est l'intéressante installation du premier chemin de fer électrique qui ait été consacré a un service régulier.

MM. Siemens et Halske, à l'époque de l'inauguration de celte voie électrique, ont publié une Notice, qui met bien en évidence les avantages de ce nouveau système de transport par l'électricité. Comme les arguments mis en avant par les inventeurs, viennent compléter ce que nous disions, au commencement de ce chapitre, sur les avantages inhérents à la locomotion par l'électricité sur les voies ferrées, nous reproduirons les principaux de ces arguments.

« Le moteur, disent MM. Werner Siemens et Halske, n'est pas établi sur le wagon même, comme avec la vapeur, ou l'air comprimé. Par conséquent on n'est pas forcé de transporter une charge inerte, très considérable. Le wagon devient beaucoup moins lourd; il est susceptible d'une construction très légère. On peut, par suite, diminuer la force motrice et économiser considérablement sur les frais de rails, coussinets, ponts, etc., dans l'établissement d'une force hydraulique naturelle qui n'a nullement besoin de se trouver à proximité de la voie ; l'électricité dans ce cas permettra de supprimer l'emploi des combustibles avec une facilité que ne présente aucun autre système.

Le chemin de fer électrique offre, sous certains rapports, une supériorité incontestable. Quand il y a deux voies de rails, la machine qui produit le courant

LES VOIES FERRÉES EN EUROPE 253 dynamo-électrique r eut fournir à t lie seule la force d'impulsion dont elle a besoin.

FIG. 108. — COUTE DU WAGON DU CHEMIN DE FER ÉLECTRIQUE DE L1CHTERFELDE VU PAR LE BOUT

En prenant les mesures convenables, deux ou plusieurs wagons pourront former un train sur la même voie, on partir isolément, à intervalles fixes.