CHAPITRE II

ORIGINE DES CHEMINS A RAILS. — CHEMINS A HAII.9 UR DOIS DES MINES DK NEWCASTLE. — CHEMIN* A HA ILS DE ff.H. — EMPLOI DE LA LOCOMOTIVE DE TBEVITIIICK ET VIVIAN SUR LE CHEMIN DE FER DE M ERTBYR-TYDY1L. —

TIVES. — SYSTEMES DK MM. BLENEINSOP, CHAPMAN ET HRUNTON. — EXPERIENCES DE M. BLACEETT. — PROGRES DANS LA CONSTRUCTION DES LOCOMOTIVES. — DÉCOU- VERTE DE LA CHAUDIERE TU 11 CLAIRE PAR M. SÉGUIN AINE. — LE TUYAU SOUFFLANT DES LOCOMOTIVES. — UISTOIRK DE LA DECOUVERTE DE CE MOYEN PUISSANT DE TIRAGE DES CHEMINÉES DES MACHINES A VAPEUR. — CREATION DES LOCOMOTIVES ACTUELLES.

Les routes à ornières artificielles, sur lesquelles Trevithick et Vivian crurent devoir reléguer leur voiture à vapeur, étaient en usage en Angleterre, depuis longues années. Pour diminuer les effets du frottement considérable que les roues éprouvent sur le sol, on eut, de bonne heure, l'idée de les assujettir à tourner sur des bandes de bois parallèles, disposées sur toute l'étendue de la distance à franchir.

On ignore l'époque précise du premier établissement de ces voies artificielles, qui furent employées pour la première fois, à Newcastle. On sait seulement qu'elles existaient vers la fin du xvui* siècle. Un ouvrage publié

eu 1696, Vie de lurd Keepernort/i, nous fait connaître l'existence, à cette époque, de chemins à rails de bois dans les houillères de Newcastle.

a Les transports, dit l'auteur de cet ouvrage, s'effectuent sur des rails de bois parfaitement droits et parallèles, établis le long de la route, depuis la mine jusqu'à la rivière ; ou emploie sur ce genre de chemin de grands chariots portés par quatre roues, qui reposent sur les rails. Il résulte de cette disposition tant de facilité dans le tirage, qu'un seul cheval peut descendre de quatre* cinq chaldrons, ce qui procure aux négociants un avantage immense. »

Cette observation de notre auteur était parfaitement fondée. On comprend sans peine tous les bénéfices que devait fournir, pour l'écpnomie de la force motrice, la substitution d'une surface plane et polie, aux inégalités des routes ordinaires. Aussi l'emploi de ces ornières artificielles donna-t-il les meilleurs résultats dans les mines de Newcastle. Les immenses transports que l'on y faisait, de l'orifice ; du point de sortie des puits de mines au lieu de chargement, sur la Tyne, rendaient précieux, à divers titres, cet ingénieux système. Un cheval pouvait traîner, sur ces rails, une charge presque triple de celle qu'il transportait sur une route ordinaire.

Les rails employés à celte époque étaient en bois dechéne ou de sapin. Ils avaient ordinairement 1",8 de longueur, et étaient fixés sur des traverses, placées à 0",60 les unes des autres.

Les chemins à rails de bois employés à Newcastle, furent adoptés dans quelques gisements houillers des comtés de Durham et de Northumberland, et dans quelques autres provinces de l'Angleterre. Les frais d'établissement et d'entretien étaient considérables, sans doute, mais ils étaient bientôt couverts par l'économie des transports.

Ce genre de chemin offrait cependant divers inconvénients. Le frottement des roues usait les rails avec assez de rapidité. Il fallait les renouveler souvent, et comme la voie devait toujours conserver la même largeur, ou clait

DE LA SCIENCE

obligé de fixer les nouvelles pièces de bois aux mêmes points d'attache ; ce qui amenait une détérioration rapide des traverses. L'action des pieds des chevaux sur le milieu de la route, où les supports se trouvaient à découvert, hâtait encore cette détérioration. Enfin, par suite de la flexibilité du bois, les rails cédaient aisément au poids des chariots, et quand la pluie les avait pénétrés, ils offraient une résistance assez prononcée au tirage.

Le peu de résistance et de durée des rails de bois, fil naître l'idée de les revêtir de bandes de fer, dans les parties de la route qui présentaient des courbes ou des pentes trop prononcées.

Ainsi modifié, ce système de transport fut bientôt adopté dans la plupart des exploitations houillères de la Grande-Bretagne. Bien qu'imparfait à divers égards, il fut conservé pendant plus de soixante ans, sans modification notable.

On finit cependant par reconnaître les avantages que donnaient, pour la diminution du frottement, les plaques de fer appliquées sur les rails de bois, en certains points de la route. Cette observation suggéra l'idée de généraliser l'emploi du fer, et de remplacer, sur toute l'étendue du chemin, les rails de bois par des bandes métalliques.

Aux madriers ferrés on substitua donc des rails coulés en fonte. Cette amélioration fut essayée pour la première fois en 1738, et adoptée trente ans après, d'une manière définitive. C'est ce qui résulte du passage suivant d'un recueil scientifique anglais.

« En 1738, est-il dit dans ce recueil, les rails de fonte lurent, pour la première fois, substitués aux rails de bois ; cet essai ne réussit pas complètement, parce que l'on continua & employer les chariots de forme ancienne, dont la charge était trop forte pour la fonte. Néanmoins, vers 1768, on eut recours & un moyen fort simple, on construisit un certain nombre de chariots de plus petite dimension, on les joignit ensemble, et en divisant ainsi la charge, on détruisit la cause principale du peu de succès de la première tentative (1). »

(1) TiaasnctiMu tlighlami Society, *ul. VI, p. 7.

Cette heureuse innovation de l'emploi de la fonte fut réalisée en 1768, par l'ingénieur William Reynolds, l'un des propriétaires de la grande fonderie de Colebrook-Dale, dans le Shropshire.

Les rails de fonte employés par Reynolds, présentaient à l'extérieur un rebord saillant destiné à fixer et à maintenir la roue du wagon de manière à l'empêcher de sortir de la voie. Mais la poussière ou la boue du chemin s'accumulaient entre ce rebord et le rail, et amenaient ainsi, sur les routes ferrées, une partie des inconvénients des routes ordinaires.

En 1789, sur le chemin de fer des mines de Loughborough, Jcssop remplaça les rails à rebord par des rails droits, c'est-à-dire par une simple bande de fer. Seulement, pour assurer le maintien du wagon sur le rail, on armales roues d'un rebord saillant d'un pouce de largeur, ce qui les retenait invariablement dans cette sorte d'ornière artificielle formée aux dépens de la roue même du wagon.

Depuis 1789 jusqu'à l'année 1811, tous les rails employés en Angleterre, pour le service des mines, furent construits d'après ce principe. Le seul perfectionnement que les voies ferrées présentèrent depuis cette époque, consista dans la substitution; du fer à la fonte. La fabrication du fer ayant reçu dans cet intervalle, en Angleterre, des perfectionnements qui curent pour effet d'abaisser de beaucoup le prix de ce métal, cette substitution importante put être enfin réalisée. La malléabilité et la ténacité du fer, comparées à celles de lu fonte, offraient des conditions précieuses pour la résistance et la solidité des rails.

C'est George Stephenson qui adopta le premier les rails de fer.

Les chemins de fer ainsi construits, existaient en assez grand nombre en Angleterre, dans les mines de houille, lorsque Trevithick et Vivian obtinrent leur brevet pour l'emploi des voitures à vapeur sur les routes ferrées existant à l'intérieur et hors des mines de houille. Leur locomotive, qui fut adoptée en

1804, sur le chemin de fer des mines de Merthyr-Tydvil, ne différait que fort peu d'ailleurs, de la diligence à vapeur qu'ils avaient construite précédemment pour les routes ordinaires. Elle se composait d'un seul cylindre disposé horizontalement. Le piston transmettait son mouvement aux roues, à l'aide d'une bielle et de deux engrenages.

Trevithick et Vivian recommandaient, dans leur brevet, de garnir de quelques aspérités ou rainures transversales, la jante des roues de la locomotive, afin de provoquer plus de frottement, et de remédier ainsi au glissement de la roue sur la surface polie du rail. Ils proposaient même, quand la résistance serait considérable, de placer, sur la circonférence des roues, une sorte de cheville, ou «le griffe, ayant prise sur le sol.

En effet, tous les savants admettaient à celte époque, que la principale difficulté qui devait s'opposer à l'emploi des locomotives sur les chemins de fer, consistait dans le défaut d'adhésion des roues sur le rail : on pensait que la surface unie de ces bandes métalliques n'offrait pas assez de frottement pour que la roue pût y trouver une prise suffisante, et l'on concluait que l'action de la vapeur aurait seulement pour effet de faire tourner les roues sur place sans entraîner leur progression : « Entre deux surfaces « planes, disent Trevithick et Vivian, dans un <( mémoire sur ce sujet, l'adhésion est trop « faible ; les voitures sont exposées à glisser, « et la force d'impulsion est perdue. » C'est pour cela qu'ils recommandaient de rendre, autant que possible, inégale et raboteuse la jante des roues de leur locomotive.

Qette idée inexacte avait été émise par suite d'une simple vue de l'esprit, et sans aucune expérience préalable. Adoptée sans autre examen par tous les ingénieurs, elle constitua dès ce moment, l'obstacle devant lequel la science des chemins de fer resta stationnairc.

Cette aberration des savants fournit un exemple singulier des conséquences fâcheuses