CHAPITRE II

Des chariots destinés aux transports sur les chemins de fer , ou waggons.

Quoique nous n’ayons pas encore décrit les moyens employés pour faire sortir les chariots d’une voie de chemin de fer, et les faire entrer dans une autre, on conçoit facilement qu’il ne doit pas être facile de les retourner de l’avant à l’arrière , retenus comme ils sont par le rebord de leurs roues sur des bandes de cinq centimètres de large, hors desquelles il devient impossible de les mouvoir sans une augmentation considérable dans la force du moteur. De là il suit que les chariots des chemins de fer doivent être disposés de manière à être conduits en avant ou en arrière avec la même facilité, ou, en d’autres termes , de là il suit que l’avant et l’arrière des chariots doivent être semblables. De plus, il convient que ces chariots n’aient pas d’avant-train mobile comme les voitures ordinaires , parce que cet avanttrain mobile se dévierait trop facilement de la voie , et il faut que leurs caisses soient placées sur deux essieux parallèles et liés ensemble par un encadrement assez rigide, pour que les roues ne tendent pas à s’échapper au moindre obstacle qu’elles rencontrent. Enfin , l’on conçoit que la rotation de ces roues doit s’exécuter exactement dans un plan vertical; car tout mouvement d’oscillation qu’elles pourraient prendre autour de

l’essieu, tendrait à faire sortir le chariot de la voie. De là résulte que les roues doivent être fixées sur l’essieu , et que celui-ci doit tourner avec elles , au lieu que, dans les voitures ordinaires, l’essieu est fixe, et la roue tourne seule. Ces considérations nous indiquent déjà que les waggons doivent éprouver une résistance particulière, lorsqu’ils se meuvent sur des courbes, puisque leurs essieux doivent rester sensiblement parallèles, et que les deux roues fixées sur le même essieu doivent avoir toujours, l’une et l’autre, la même vitesse de rotation.

D’après celte disposition , les essieux , étant assujettis à tourner, portent des boîtes en cuivre ou en fonte , qui servent d’intermédiaire entre eux et la caisse du chariot. Ces boîtes adoucissent le frottement qu’exerce contre la surface de l’essieu la pression de la caisse et de ce qu’elle contient. Dans son contact avec la bande, la jante de la roue éprouve aussi une résistance particulière , due au frottement exercé par la pression de ses particules „ contre les particules correspondantes de la bande de fer. La quantité de résistance produite par celle dernière cause devient très-sensible , pour peu que la jante des roues ne présente pas une surface parfaitement polie, ou lorsqu’elle est formée d’une matière trop tendre qui se laisse égrainer par l’usage. Cette résistance à la circonférence est fortement diminuée par le mode suivi dans la fabrication des roues employées sur les chemins de fer. Cependant elle existe toujours, ce qu’on concevra facilement, puisqu’une roue ne tourne qu’en vertu de la

résistance qu’opposent à son mouvement libre de translation les molécules de la surface sur laquelle elle se meut. Quant à la résistance qui résulte de la pression de la caisse sur l’essieu , son énergie est plus ou moins modifiée par la forme des boites interposées entre l’essieu et la caisse, par les corps gras dont ces boîtes sont garnies, enfin, par le rapport des dimensions respectives de l’essieu et de la roue. Pour faire apprécier l’influence de cette dernière cause, je vais donner ici quelques explications.

Considérons ici une roue placée sur un chemin de fer horizontal; désignons par R son rayon, par r celui de l’essieu fixé à la roue, et par c la portion de la caisse du chariot qui porte en I sur l’essieu. Si l’on applique au chariot une force de tirage / pour le faire mouvoir en avant, la force f devra vaincre d’abord la résistance produite par le frottement du chariot contre l’essieu ; cette résistance étant vaincue , l’essieu tournera , entraînant avec lui la roue; mais le sens de révolution de

celie-ci sera contraire à la direction de la force f , à cause de l’adhérence des particules de sa jante avec celles de la bande de fer. L’effet produit par la traction sera donc proportionnel à la force /J diminuée d’une quantité égale à la valeur de ces deux sortes de résistance, l’une à l’essieu, l’autre à la circonférence de la roue. Or, l’on conçoit que l’effet produit serait exacletement le même, si l’on supposait que la force/*, au lieu d’être employée à tirer le chariot en avant, eût été appliquée à la circonférence de la roue, en sens contraire de sa première direction. Alors, elle devrait d’abord vaincre l’adhérence de la jante contre la bande , et ensuite le frottement de l’essieu contre la boite où il est engagé. De cette force ainsi appliquée, retranchons la quantité nécessaire pour vaincre l’adhérence de la jante, et nommons F la force restante qui doit vaincre la résistance à l’essieu ; appelons de plus Q, cette dernière résistance. Les directions de ces deux forces F et Q sont en sens contraire, comme l’indique la figure : l’une agit au bout du levier R, égal au rayon de la roue, l’autre à l’extrémité du levier r, égal au rayon de l’essieu : de sorte que si Fou suppose le rail mobile et le chariot fixe, ce qui ne change rien aux conditions du problème, ces deux forces se feront équilibre aux extrémités d’un levier coudé, dont le point fixe est au centre de l’essieu. On aura donc :

F'R = Qr, d’où F =

De là on voit que plus le rapport ^ sera petit , plus F

sera pdit par rapport à Q : ou, en d’autres ternies, plus ie rayon de la roue sera grand par rapport à celui de l’essieu, moins sera grande la portion de la force totale de fraction nécessaire pour contre-balanccr la résistance produite par le frottement de l’essieu . Celte résistance est une portion de la résistance totale beaucoup plus considérable que la résistance éprouvée par la jante contre le rail, du moins lorsque les jantes des roues des waggons sont confectionnées avec les soins convenables , et lorsque les rails présentent une surface sensiblement polie, comme celle des rails en saillie. Ainsi, en général, on réduira sensiblement la force nécessaire à la traction en augmentant le rayon de la roue par rapport au rayou de l’essieu.

D’un autre côté, l’on sent que le diamètre de la roue doit être limité pratiquement dans ses dimensions par l’inconvénient qui résulterait des roues trop pesantes ou trop peu solides, si l’on voulait économiser sur leur poids. De même, l’essieu ne peut être réduit au delà de certaines limites sans nuire à sa rigidité et à sa force. Les dimensions des boites ne sont pas non plus sans importance, pour la valeur absolue de la résistance à l’essieu. 11 est bien vrai que , pour des corps durs, tels que ceux qui se trouvent ici en contact, le frottement est proportionnel à la pression et indépendant de l’étendue de la surface frottante. Mais cependant . si les boites étaient trop étroites, elles pourraient couper l’essieu en s’échauffant dans le mouvement; si elles étaient trop larges, l’huile ou la graisse dont elles doivent être garnies pour-

rait se mal distribuer sur toute leur longueur, de sorte que l’essieu se trouverait frotter contre des parties entièrement sèches, ce qui l’userait en peu de temps.

Ces principes une fois posés, nous pouvons passer à l’examen de la construction des différentes parties dont se compose l’ensemble d’un waggon , nom que l’on est convenu d’adopter, comme nous l’avons dit, pour les chariots qui servent sur les chemins de fer.

Roues. — Les roues des waggons sont ordinairement en fonte de deuxième fusion , comme les rails en fonte. Elles ont assez généralement 76 cent, de diamètre, mesurées de jante en jante. On peut aller jusqu’à 80 ou 815 cent.; et cette dernière dimension est même employée assez généralement sur le chemin de Darlington. Mais il faut alors que les roues soient coulées en excellente fonte ; car si les rayons présentent quelques soufflures, ces roues plus grandes se brisent très-facilement dans les mouvements rapides. La jante a 7 cent, de large , et le rebord latéral 2 o, ,30 de hauteur ( voyez la fig . 21). Cette largeur de la jante a pour but de laisser uh certain jeu au chariot placé sur les rails, de sorte que les deux rebords des roues ne se trouvent pas continuellement presser contre le bord de la bande. En effet , un semblable contact continuel du rebord et de la bande, dans la marche du chariot, produirait un frottement latéral extrêmement énergique.

La jante doit être trempée, de manière à présenter une surface assez dure. Sans celte précaution , elle se creuse rapidement par son contact avec le rail dans le mouve-

ment rapide de rotation auquel elle est soumise , et au bout de deux mois elle est complètement usée.

La trempe se donne en coulant la roue dans un moule entouré d’une bande circulaire en fer qui se trouve placée contre le vide que doit remplir la jante. Lorsqu’on verse la fonte dans le moule et qu’elle vient remplir ce vide , le contact dti fer froid la refroidit assez rapidement sur toute la circonférence , et la transforme en fonte blanche jusqu’à la profondeur d’une ligne environ, tandis que le reste de la roue se refroidit lentement et reste à l’état de fonte douce.

Les roues portent généralement douze rayons droits , qui viennent aboutir à un moyeu brisé en trois portions. Cette division du moyeu est indispensable pour que le retrait de la fonte se fasse bien également dans toutes les parties de la roue. Car les rayons , n’ayant qu’un centimètre environ d’épaisseur, se refroidissent plus vite que la masse de fonte placée au moyeu ; et, si ce moyeu est plein et résiste à leur retrait, ils se contractent d’une manière inégale, présentent des vides et sont exposés à se briser avec la plus grande facilité. Pour remédier à cette contraction inégale dans le refroidissement, on avait d’abord songé à donner aux rayons une forme en S qui se dressait plus ou moins par le retrait; mais ce moyen était encore imparfait, et cette forme ondulée diminuait la force des rayons. Dans le procédé actuel , le moyeu est divisé en trois parties dont chacune se prête à la contraction des rayons auxquels elle correspond. Au sortir du fondage, ces trois parties se trouvent géné-

râlement séparées par des intervalles d’un centimètre. Au milieu est ménagé un espace circulaire vide, destiné à recevoir l’essieu (voyez la fig. 20).

Uueroue ordinaire pèse 100 kil., et coûte, toute fondue, de 3 S à 40 fr. L’inconvénient de l’inégalité du. retrait devient d'autant plus sensible, que le diamètre des roues est plus grand, et cette considération, jointe à leur poids , tend à limiter leur grandeur dans des dimensions qui sont assez restreintes, si on les compare à celles des roues qui servent aux voilures des routes ordinaires. On a essayé d’augmenter le diamètre des roues destinées aux chemins de fer en les faisant en bois ; mais alors il faut que l’assemblage des rais et des jantes en bois soit assez parfait pour ne pas se désunir par l’effet de l’humidité et de la sécheresse. Il faut donc beaucoup de soin dans la confection des roues en bois, comparativement à la grande facilité de la fabrication des roues en fonte , et c’est ce qui doit faire préférer celles-ci pour l’usage général des chemins de fer.

Essieux. — Le diamètre des essieux varie de 7 à 8 cent. Ils peuvent se faire en fer forgé , en assemblant et soudant ensemble des barres de dimensions analogues; ou bien, ce qui est de beaucoup plus économique , ils peuvent se fabriquer au laminoir comme du fer laminé ordinaire. Cette opération se fait avec deux cylindres lamineurs , semblables à ceux qui servent à laminer le fer rond ordinaire. Il faut seulement que la dernière cannelure corresponde à la dimension voulue pour le diamètre de l’essieu. La barre étant laminée, on présente ensuite

à la cisaille ses deux extrémités, et on les coupe à la longueur requise. Cette longueur est un peu plus de la largeur de la voie prise d’axe en axe des deux lignes de bandes; elle est de l m ,60 environ. Puis on tourne les deux parties de chaque esssieu où doivent se placer les boîtes.

Les essieux laminés , coupés de longueur et tournés, peuvent revenir à 40 fr. les 100 kil. Chacun d’eux pèse 60 à 70 kilogrammes.

Pour assembler les roues dans les essieux , on commence par aléser soigneusement au tour l’intérieur du moyeu delà roue, en ayant soin que l’axe du moyeu ainsi tourné corresponde exactement avec l’axe de rotation de la jante même de la roue ; car c’est là une condition indispensable pour que la roue emmanchée sur l’essieu tourne rond. Cet alésage s’exécute très-bien avec un petit tour, et demande seulement de l’habitude. Il ne coûte guère que 1 fr. à 1 fr. 23 c. par roue. Le moyeu étant ainsi préparé, on place chaque côté sur la saillie qu’il forme , deux brides en fer avec lesquelles on réunit les trois parties dont il est composé , puis on remplit avec des cales en fer les vides laissés entre ces parties. Ces brides et ces cales sont fixées avec du mastic ordinaire de fer et de sel ammoniac. On présente ensuite le moyeu à l’essieu , et l’on chasse la roue avec un fort maillet en bois. Quand le moyeu est arrivé en place , on l’arrête par une clavette en fer qui entre moitié dans une cavité pratiquée dans l’essieu , moitié dans une autre pratiquée dans le moyeu de la roue. Celte clavette est

conique, et, étant chassée à grands coups de maillet, elle consolide l’assemblage de l’essieu et de la roue. Cependant il serait peut-être meilleur, quoique plus coûteux, de remplacer cette clavette horizontale par une autre fixée verticalement dans l’extrémité de l’essieu , celui-ci étant assez prolongé pour la recevoir. Cette clavette verticale retiendrait la roue, si elle prenait du jeu, et l’empêcherait de sortir entièrement , ce qui peut occasionner des accidents fort graves. En Angleterre , les assemblages des moyeux et des essieux sont faits carrément ; l’essieu étant forgé carré à son extrémité , et le moyeu alésé de même , le tout est retenu en place par une clavette verticale. Mais cet assemblage est beaucoup moins aisé que celui que nous avons décrit , et lorsque les roues cassent, ce qui leur arrive bien plus souvent qu’aux essieux , il devient difficile de les arracher pour les remplacer par des roues neuves.

Boîtes. — La forme des boîtes interposées entre l’essieu et le waggon , a été l’objet de plusieurs perfectionnements. Aux environs de Newcastle, les boites des waggons destinées au transport de la houille ressemblent aux coussinets ordinaires des arbres de rotation dans les usines, en supposant ces coussinets renversés. (Voyez la fîg. 23.) Ces boites sont en fonte, la partie qui est en contact avec l’essieu est alésée, et deuxpattes qu’elles portent servent à les fixer par le moyen de deux boulons aux traverses du fond des waggons. On les enduit d’une graisse noire dont voici la composition :

Suif, 43 kil.

Goudron , 4 k , 3.

Huile de poisson, 9 litres.

La boîte étant ainsi graissée et mise en place , on renouvelle le graissage au moyen d’une brosse qu’on trempe dans une dissolution de cette graisse , et qu’on frotte contre le dessous de l’essieu qui est entièrement nu. Ce mode de renouvellement du graissage consomme beaucoup d’enduit liquide. Sur le chemin de Saint- Étienne à la Loire, où l’on emploie ce genre de boîtes, on a garni le dessous de l’essieu d’une petite pièce de bois demi-circulaire que l’on réunit par des boulons à la partie supérieure de la boîte. Lorsqu’on veut graisser, on détache cette petite pièce, et on applique l’enduit gras sur l’essieu. Puis on remet en place la pièce de bois qui s’imprègne de cet enduit et l’empêche de se perdre trop vile.

Les dimensions données dans la fig. 23 sont conformes aux dimensions des boîtes anglaises. Un waggon , ayant ses quatre boîtes graissées suivant le dernier moyen que nous venons d’indiquer , peut parcourir une centaine de kilomètres sans renouvellement de graisse. La dépense revient à un demi-centime par kilomètre environ; mais ce système exige assez de temps pour le graissage, et cette perte de temps est un inconvénient grave pour le service ; c’est pour cela qu’à Newcastle on continue à graisser avec de l’enduit liquide.

Les boites étant ainsi fixées invariablement aux traverses

du fond de waggon , l’essieu qui les porte ne peut que glisser dans ces boites, suivant une direction perpendiculaire à l’axe du chemin, de sorte que les deux essieux restent toujours exactement parallèles. Ce parallélisme absolu n’est pas sans inconvénients dans les courbes , parce qu’alors les rebords des roues se trouvent frotter singulièrement contre le rail et augmentent sensiblement l’effort nécessaire à la traction , alors même que ces courbes sont très-développées. Nous analyserons plus loin les causes de cette augmentation de résistance dans les courbes.

Dans le but de remédier à cet inconvénient on a cherché à donner à l’essieu quelque facilité pour se diriger normalement à la courbe qu’il parcourt. Pour cela , on a imaginé de séparer les boites même de la caisse du chariot , et de les maintenir en place au moyen de deux oreilles en fonte réunie sur une pièce plate qu’on fixe contre les traverses du fond du waggon. Celte disposition est représentée fig. 21. On voit de plus, dans la figure, que l’essieu est garni de deux rondelles fixes, dont chacune est placée à une distance de la roue sensiblement égale à la longueur de la boite. Celle-ci se trouve donc ainsi prise entre la rondelle et la saillie du moyeu, et sa partie supérieure, qui est en fonte, étant solidement réunie par de petits boulons à la partie inférieure qui est en bois généralement , la boîte se trouve envelopper l’essieu sans pouvoir s’échapper , quoiqu’elle ne soit pas fixée au cadre même du waggon. Maintenant , pour que l’essieu puisse prendre quelque mouvement en

arrière ou en avant, on laisse un jeu de 2 millim. au plus entre les côlés de la boite et les oreilles en fonte du support fixé au chariot. De cette manière , en ayant soin de graisser le dessus de la boite et le dessous de la pièce contre lequel il porte, la boite et l’essieu peuvent se mouvoir d’une certaine quantité lorsque le waggon passe dans des courbes. Mais une plus grande étendue de mouvement rendrait la marche du waggon trop incertaine, et permettrait à l’essieu de sortir trop facilement de la voie.

D’après cette disposition des boîtes , il est difficile de se servir de matière solide pour leur graissage. Car il serait impossible de répartir cette matière sur la surface intérieure de la boîte , sans démonter celle-ci entièrement. Le graissage se fait donc avec de l’huile , que l’on introduit par deux ouvertures pratiquées sur le dessus de la boîte, lune près de la roue, l’autre placée à l’autre extrémité. Ces ouvertures sont tonjours libres. Car le support en fonte , interposé entre la caisse et la boîte, ne porte que sur la partie de la boîte comprise entre ces ouvertures, et il ne peut s’écarter de cette position, étant fixé au cadre du chariot. Au moyen de cannelures pratiquées *à l’intérieur de chaque boîte , l’huile introduite se répartit sur toute la sut lace frottante de l’essieu. De plus la partie hémisphérique en bois, qui se trouve en dessous, s’imprègne d’huile, et en relient à sa surface une certaine quantité qui rafraîchit le graissage de l’essieu en mouvement. Avec ce système de boîtes un essieu ne peut faire plus de 15 à 16,000 mètres sars

que l’on verse de nouvelle huile. Comme cette opération prend toujours assez de temps lorsqu’elle doit. être répétée pour cent ou deux cents chariots, on a cherché à disposer dans les boites mêmes des espèces de réservoirs qui puissent verser continuellement de l’huile sur l’essieu.

A cet effet , sur le chemin de Saint-Etienne à Lyon , la partie inférieure des boites que je viens de décrire est remplacée par une caisse en tôle qui porte dans sa longueur un petit cylindre de bois frottant contre l’essieu (voy. la fig. 22). On verse de l’huile dans celle caisse par un trou latéral, et l’on s’arrête à une mesure telle que le petit cylindre ne soit qu’au quart plongé dans l’huile. Ceci fait, dès que le gros essieu commence à tourner , il fait tourner le petit cylindre, qui trempe successivement toutes ses parties dans l’huile , et dépose celle-ci contre l’essieu. Ce mode d’huilage demande des précautions par- • ticulières. Il faut que le contact du petit cylindre et de l’essieu ne soit ni trop fort, ce qui i’userait rapidement, ni trop faible, ce qui empêcherait le graissage. Mais lorsque ces précautions sont prises d’une manière convenable , lorsque le trou latéral est fermé de manière à ne permettre l’introduction d’aucune poussière, les waggons, armés de ce système de boites , peuvent faire jusqu’à 100et200kil. sans renouvellement d’huile.

Ces boites ont 20 centimètres de longueur, ce qui leur donne une surface de contact assez étendue avec l’essieu.

Avec des boîtes semblables, des roues et des essieux

semblables à ceux que nous avons décrits, on trouve

que la résistance à la traction sur un chemin horizontal

1 1 est environ — du poids transporté. Ainsi , pour entraîner un poids de 200 kil. , il faudra un effort égal à un kilogramme.

Au chemin de Manchester à Liverpool, on a adopté une disposition différente pour graisser l’essieu d’une manière continue. La partie supérieure de la boite porte une petite caisse en fonte percée d’un trou qui est directement au-dessus de l’essieu. Dans celte caisse se met une autre petite caisse de fer-blanc qui se remplit d’huile et qui porte au milieu un petit tuyau cylindrique soudé à son fond et correspondant au trou de la boite. Ce petit tuyau est rempli de mèches de coton qui plongent dans l’huile, la pompent par l’elîet de la capillarité et la font tomber goutte à goutte et régulièrement sur l'essieu. Une boite, ainsi composée , est assez haute; mais elle est équilibrée en partie par un réservoir en fonte placé au-dessous pour recueillir l’huile qui tombe de l’essieu. De plus, elle est fixée par sa partie supérieure au cadre du chariot, ou plutôt à un des quatre ressorts en feuilles sur lesquels porte ce cadre. Ces ressorts rendent le mouvement plus doux, et, comme ils admettent une certaine latitude d’oscillation dans les mouvements de la caisse, ils se prêtent suffisamment au mouvement des essieux dans les courbes, (voyez la fig. 24.)

Une particularité que présente la disposition des boites que nous venons de décrire , c’est qu’elles sont placées à

DE CHEMIKS DE FER

l’extérieur des roues , sur un prolongement correspondant de l’essieu. Celte invention facilite singulièrement toutes les opérations nécessaires au graissage des boîtes. Elle présente, sous ce rapport, un grand avantage, et par suite de cette disposition, on a pu même revenir pour le le graissage au système des enduits gras qui se perdent moins que l’huile, et se posent directement sur l’essieu. En outre, cette disposition a permis de diminuer fortement le diamètre de l’essieu sur les points où porte la boite, et une réduction semblable est très-avantageuse, comme nous l’avons vu, pour diminuer la valeur absolue de la résistance due au frottement. Elle serait tout à fait impraticable quand les boîtes sont placées en dedans des roues : car l’essieu, se trouvant ainsi diminué à ses deux points d’appui, ne présenterait ni assez de rigidité pour résistera la torsion, ni assez de solidité pour résister au moindre choc.

A Manchester, les parties saillantes des essieux, sur lesquelles portent les boîtes, n’ont guère que 3 cent, de diamètre, tandis que les essieux ordinaires présentent toujours sur ces points au moins 7 cent. Seulement on a soin de tremper en paquet ces bouts d’essieux pour les aciérer et les empêcher de s’user trop rapidement. L’essieu étant réduit de moitié à son contact avec la boîte, le calcul indique que le frottement à sa surface est réduit de moitié , mais il ne s’ensuit pas que la valeur totale de la résistance à la traction soit réduite de moitié également, puisqu’elle est influencée par d’autres causes, telles qu’une petite négligence dans le grais-

sage, et surtout l’état plus ou moins propre des rails. De plus, les bouts d’essieux , ainsi réduits, ne résisteraient pas longtemps à la vitesse ordinaire au chemin de Liverpool, si la caisse de chariot ne portait pas sur des ressorts. La confection de ces ressorts produit un excédant de dépense de 300 fr. dans la construction des waggons, et c’est ce qui empêchera ce système d’être appliqué sur toute espèce de chemin de fer. Les ingénieurs du che-

min de Liverpool ont évalué à — du poids transporté,

le frottement de chaque waggon ainsi réduit au moyen des petits essieux et des ressorts. Suivant cette estime , il y aurait diminution de i sur le frottement ordinaire ,

qui est évalué au — du poids, comme nous l’avons vu.

Les boites du chemin de liverpool n’ont qu’un décimètre environ de longueur , et telle est aussi la dimension des boutons d’essieux qui les portent.

Caisse des Waggons . — La forme de la caisse des waggons varie suivant le genre de marchandise qu’ils doivent porter. Le fond est composé de deux sablière^ placées parallèlement à l’axe du chemin, et réunies par quatre traverses. ( Voyez les fig. 20 et 21. ) Les bouts de ces sablières sont renforcées de faux bouts en bois ( fig. 21), de manière à présenter une large surface pour résister aux chocs qui résultent du heurtement des vvaggons entre eux dans le mouvement. Car ces waggons sont réunis généralement par des chaînes d’un pied, de sorte que, pendant qu’ils marchent, ils s’approchent ou s’éloignent de cette quantité.

DE GUEMirrS DE FER.

Ce mode d’accrochage a du reste un grand avantage : il permet d’assembler et de désassembler les waggons avec une grande facilité; et, de plus, il laisse chaque waggon libre de ses mouvements pendant que le convoi marche, de sorte que, si un waggon sort de la voie, il n'entraine pas immédiatement celui qui le suit. Avec des liens rigides, des bielles en fer, comme on l’avait essayé d’abord sur plusieurs chemins, la rencontre brusque de deux waggons réunis, avec deux autres waggons réunis séparément, suffisait pour forcer les bielles assemblées , et démontait les pattes en fer, dans lesquelles elles étaient prises : de là des réparations continuelles. Lorsqu’il arrivait qu’un convoi lancé avec vitesse vint heurter contre un convoi arrêté ou marchant moins rapidement, les accidents devenaient terribles; car, la vitesse du convoi heurtant ne pouvant se communiquer immédiatement à tout le second convoi, l’effort du choc portait tout entier sur les premiers chariots qui étaient mis en pièces. Avec les chaînes, au contraire , le choc du convoi heurtant pousse successivement chaque w aggon contre le suivant, comme une bille qui en rencontre plusieurs autres juxtaposées, et la vitesse se communique ainsi à toute la masse stationnaire.

Les accidents semblables nuisent encore bien plus par le trouble qu’ds apportent dans la continuité du service que par la valeur du dégât qui en résulte, et la crainte de les voir se renouveler fait une nécessité de l’emploi des chaînes pour l’accouplement des chariots.

La fig. 20 représente un waggon destiné au trans-

port du charbon. Il est évasé à la partie supérieure et rétréci vers le fond. Ce fond est fermé par une soupape qui tourne autour d’une charnière de manière à permettre de vider facilement ce qui est contenu dans la caisse. Cette soupape est formée d’un double platelage en sapin soutenu par deux barresde fer garnies d’agrafes, qui viennent se placer dans des pitons fixés sur une des sablières du chariot ( fig 22). En Angleterre, ces agrafes sont retenues en place par des clavettes qu’on fixe dans des ouvertures portées par les pitons ; ces clavettes sont d’ailleurs attachées à la caisse par des chaînettes de fer* En France, où les ouvriers sont moins soigneux, on a trouvé , par expérience , que ces clavettes se perdaient facilement, parce que les hommes occupés au déchargement cassaient les chaînettes à la moindre difficulté qu’ils éprouvaient pour les retirer. On a donc substitué à ces clavettes une espèce de long crochet qui vient se placer latéralement contre les agrafes, et qui se fixe par sa partie recourbée dans un piton fixé contre la sablière {fig. 22).

La charpente de ces waggons est formée de pièces en chêne qu’on recouvre de planches de peuplier ou de sapin. En Angleterre, on a fait aussi des caisses de waggons en tôle assemblée et rivée comme pour les chaudières à vapeur; mais on a renoncé presque entièrement à ce système, par la raison que, lorsque la tôle s’use et se troue, les réparations deviennent trop coûteuses. Ces waggons en tôle sont utiles, cependant, lorsque la matière portée est susceptible de brûler; ainsi, on les emploie

avec succès pour le transport des scories de forge et de la chaux vive.

Un chariot de la grandeur ordinaire , représenté dans la fi g. 20, peut porter 3,000 kil.de charbon, une partie de ce charbon s’élevant plus haut que le dessus de la caisse.

Les points où l’on veut décharger sont établis sur des charpentes en bois assez élevées , que l’on appelle estocades, par leur ressemblance avec les constructions de ce nom qu’on voit dans les ports de mer. Entre deux fermes consécutives de ces estacailes , on place des trappes mobiles que l’on enlève lorsqu’un chariot doit y être déchargé; puis on amène celui-ci, on ouvre la soupape qui ferme la caisse, et le charbon tombe sur le sol, où il est emmagasiné pour la vente sur place, ou rechargé sur des tombereaux pour la vente à domicile.

Ce mode de déchargement est simple, peu dispendieux, et s’exécu te assez bien quand lecharbon est sec. Mais quand celui-ci est mouillé , il se prend en une masse compacte , par suite du tassement qu’il éprouve dans le transport, adhère aux planches du waggon , et glisse difficilement. Alors , ce n’est qu’à l’aide de coups de maillet fortement appliqués sur les côtés qu’on parvient à vider la caisse , et ces coups de maillet tendent à détruire tout l’assemblage de la charpente du waggon. On a bien cherché à donner plus d’inclinaison aux côtés de !a caisse pour faciliter le glissement; mais alors elle se trouve trop rétrécie et ne peut plus contenir la même quantité de matière , à moins d’élever davantage ces côtés , ce qui augmente son poids.

On a essayé aussi de changer la forme de ces caisses et ce mode de déchargement. Ainsi , au chemin de Manchester à Liverpool,on s’est servi, pendant un temps, de caisses mobiles qui se plaçaient sur un cadre fixe porté par les roues (fig. 24). Au point de déchargement, on faisait glisser ces caisses , au moyen de roulettes , du cadre sur le tombereau qui transportait le charbon à domicile. Mais cette manœuvre était lente , elle exigeait assez de bras , et , eu définitive , la compagnie de ce chemin a repris pour les charbons qu’elle porte le système de waggons ordinaires à fond mobile. Un autre moyen consisterait à employer, pour le transport du charbon, les • chariots qui servent au transport des déblais dans la confection des chemins de fer. Ces chariots sont composés d’un cadre assez étroit, portant sur quatre roues, et d’une longue caisse qui est ouverte par une extrémité, et peut basculer autour d’un axe en fer placé sur le cadre. (Voy. la fig. 2 U.) La figure uniforme des parois de cette caisse permet delà décharger aisément, et ainsi l’on éviterait toute la détérioration du matériel, provenant des coups appliqués sur les côtés du waggon. Mais, si l’on unit plusieurs de ces chariots à bascule ensemble et qu’on les entraîne avec la vitesse ordinaire sur les chemins de fer, il en résultera des chocs qui porteront sur l’extrémité des caisses et les briseront rapidement, d’autant plus que ces caisses doivent être assez légères pour que leur partie en saillie n'entraîne pas le reste du chariot. Si l’on voulait renforcer les extrémités des caisses pour les assurer contre les chocs, il faudrait donner à

toutes les pièces du système une force telle que le chariot deviendrait trop pesant.

En définitive la forme employée généralement pour les waggons à charbon, est jusqu’à présent la forme la plus convenable pour le transport de tous les objets qui se déchargent en masse et qui peuvent se vider par le fond de la caisse sans inconvénient. Pour les autres marchandises, telles que le fer, le bois, les balles de coton, la pierre de taille , on emploie des cadres plats semblables au chariot de la figure 24, et dont les sablières ne sont guère plus longues que celles des waggons ordinaires. L’entre-deux est relié par plusieurs traverses, et couvert d’un platelage en bois. Lorsque les pièces à transporter sont très-longues , comme il arrive souvent pour le fer, et surtout pour les bois en grume, il faut allonger sensiblement ces cadres. Autrement , s’il s’en trouvait ensemble deux de la dimension ordinaire des waggons, leurs charges s’entre-mêleraient, et , dans les courbes où chaque chariot doit se mouvoir indépendamment, les deux cadres se trouvant pris ensemble, et formant une ligne droite rigide , présenteraient de grandes difficultés à la traction. On peut aussi diviser la charge sur deux petits cadres armés d’un pivot mobile à fourchette, sur lequel on place l’avant et l’arrière de ces longues pièces. Ces cadres étant réunis par de longues chaînes, leur passage dans les courbes peut se faire à peu près aussi facilement que celui des waggons ordinaires. Ce genre de chariol est employé sur le chemin de Saint- Étienne à la Loire ; mais il a l’inconvénient de ne s’em-

KO

ployer que par couples de deux , et de ne pouvoir s’assembler en convois, de sorte que chaque couple exige un moteur particulier.

En général, on doit observer qu’il est très-avantageux de n’avoir qu’une même forme de waggons, et qu’il faut tâcher au moins de ne pas en avoir une grande variété ; car on ne saurait croire l’embarras qui s’établit dans les manœuvres des points de chargement, lorsqu’il faut amener pour une espèce de marchandise un waggon particulier qui peut se trouver mêlé à d’autres waggons d’une autre forme. Cette même remarque de la nécessité de runiformité du matériel s’applique à la confection des boîtes , des roues , des essieux , des pièces d’accouplement, etc. Dès qu’une pièce casse, il faut qu’elle soit remplacée par une autre tirée du magasin; et l’on peut concevoir la difficulté qu’entraînent les réparations, si toutes les pièces de même nature ne sont pas de même calibre.

Les waggons employéssur les chemins des environs de Newcastle pèsent chacun environ 1,100 et même 1,200 k. Ils ont une caisse assez élevée qui tient un chaldron anglais ou 58 hectolitres ras , de sorte que, la vente se faisant à la mesure, la dimension de la caisse permet de vérifier de suite la quantité transportée. En Fiance, et sur quelques chemins anglais, la caisse est plus basse, de manière qu’il y a toujours excédant de chargement audessus pour arriver aux 3,000 kil. que peut porter chaque chariot. Le poids de ces derniers waggons est de 1,000 kilog. environ, en y comprenant la caisse , l’essieu, les roues. Ceux du chemin de Liverpool vont jus-

SI

qu’à 1,800 kilog. , à cause du poids de leurs ressorts. Au chemin de Brunton and S/iields , près Newcastle, M. Thompson a prétendu trouver une grande économie à faire des chariots de moitié poids et moitié grandeur ; mais, pour un service actif, la multiplication du nombre des chariots est un grave inconvénient par l’encombrement qui en résulte sur les points de chargement , et cet essai n’a pu être fait que sur un chemin de petit tonnage, comme celui de Brunton.

Voitures pour le transport des voyageurs. — Les voitures destinées au transport des voyageurs sont formées d’une caisse divisée en compartiments, et posée sur un cadre de waggon analogue à ceux que nous venons de décrire. Lorsque l’on veut rendre ces voitures fort douces, on les suspend sur des ressorts longitudinaux, fixés soit sur les boites comme à Manchester, soit sur les pièces qui maintiennent ces boîtes en place , comme au chemin de Saint-Étienne à Lyon. La caisse peut être divisée en trois compartiments de 6 à 8 places chacun. On peut aussi la faire en forme d 'omnibus ; mais ce mode n’est pas le meilleur pour la distribution des places, à moins que l’on ne puisse s’étendre beaucoup sur les côtés, et établir ainsi trois ou quatre rangs parallèles. On peut aussi, et avec plus de facilité, établir des banquettes sur les impériales des caisses ordinaires et y placer des voyageurs. Comme les essieux et les roues employés sur les chemins de fer sont destinés à porter un poids de 3,000 kil. en sus de la caisse du waggon, et que l’on compte en moyenne qu’il faut 18 personnes

pour peser 1,000 kil. , on voit que le nombre des voyageurs placés dans une voiture de chemin de fer peut aller sans difficulté jusqu’à 45, en prenant le poids de la caisse de la voiture comme égal à celui de la caisse du waggon, ce qui est sensiblement exact.

Des Freins . — Lorsque l’on veut arrêter un ou plusieurs waggons en mouvement , on se sert d’un frein qui agit en frottant contre les roues, et ralentit plus ou moins leur vitesse suivant la force de pression qui lui est appliquée. En Angleterre, chaque chariot a généralement son frein qui consiste, comme on le voit fig. 20, en une barre de fer recourbée , armée de deux sabots en bois, et prolongée jusqu’à l’extrémité du chariot. Lorsque le conducteur veut arrêter ou ralentir le mouvement , il appuie sur la queue de ce frein et presse plus ou moins les deux sabots en bois contre les jantes des deux roues, d’avant ou d’arrière. Il crée ainsi un frottement énergique qui ralentit le mouvement. En marche, le frein est soutenu par un petit crochet fixé au waggon, de manière que les deux roues tournent librement.

L^s waggons sont ordinairement réunis en convois de dix ou douze au moins, et, sur les pentes ordinaires, il suffit de presser fortement le frein sur les roues de l’un pour arrêter les autres. D’après ce résultat pratique, on a économisé en France ce luxe de freins appliqué à chaque chariot, et l’on s’est contenté de fixer à chaque waggons le petit axe autour duquel tourne le frein. Chaque conducteur, ayant son frein particulier, le place, avant le départ, à l’axe du chariot sur lequel il doit se tenir .

Dans les chemins de fer exécutés jusqu’ici en France, et particulièrement au chemin de St. -Etienne à Eyon, il existe sur des longueurs étendues des pentes assez sensibles pour que les waggons puissent s’y mouvoir par l’action seule de leur poids. Alors ilsont seulement besoin d’un conducteur pour les ralentir, si leur mouvement prend trop d’accélération, ou pour les arrêter aux points de stationnement. Sur ces pentes un homme armé d’un frein tel que ceux que nous venons de décrire, pourrait retenir seulement quatre ou cinq waggons chargés» mais, au moyen de freins plus puissants et de cordes disposées comme dans les moufles ordinaires, ce même homme peut conduire et arrêter jusqua vingt et vingtcinq waggons chargés. Pour cela, on place aux axes de deux waggons consécutifs deux freins à queue relevée , disposés en sens inverse l’un de l’autre de manière à ce que les deux courbures se regardent, et réunis par une corde qui fait plusieurs tours dans une petite moufle en cuivre. En tirant à lui ou lâchant la corde qu’il lient dans sa main, l'homme debout sur l’un des waggons ralentit le mouvement du convoi ou le laisse aller librement. Il convient que ces deux waggons soient les premiers du convoi, afin que le conducteur puisse découvrir les obstacles qui pourraient entraver la marche de ses chariots.

Un autre système des freins très-ingénieux a été employé sur une partie du même chemin où la pente est plus rapide, et où un homme , même avec le système précédent, ne peut conduire qu’une huitaine de wag-

gons. Dans cette nouvelle combinaison des freins, on place au premier waggon, qui est en avant, un frein semblable au frein anglais qui est représenté fig. 20, et qui est manœuvré par un seul homme; puis, sur deux des waggons les plus proches, sont établis deux petits freins, à queue droite, à courbure opposée, et réunis par une pièce de bois très-solide, dont la longueur est telle que, lorsque la chaîne qui assemble les deux waggons est tendue, les deux petits freins se trouvent droits et ne frottent pas contre les roues. Ensuite, on laisse quelques waggons sans freins, puis aux douzième et treizième on place un système semblable de petits freins avec une barre rigide, et enfin on laisse libres les derniers waggons. Ainsi le convoi entier peut s’élever jusqu’à une vingtaine de chariots. Ceci posé, l’homme se place sur le premier waggon, et, s’il tient son frein levé, toutes les roues commencent à tourner par l’effet de la pente, les chaînes des waggons se tendent successivement, et le convoi marche. Si l’homme veut les ralentir, il ferme son frein ; alors le premier waggon se ralentit, et ceux de derrière, ayant encore leur vitesse précédente, se pressent les uns contre les autres, de sorte que les chaînes sont pendantes au lieu d’êtres tendues. Mais, dès que les chaînes ne sont plus tendues, la tringle en bois, qui réunit chaque couple de petits freins, renverse ceux-ci en arrière , et applique leurs sabots contre les roues, ce qui ralentit peu à peu le mouvement et des waggons qui portent les petits freins, et de ceux qui les suivent. Puis, si l’homme lève son frein, le premier

DE CHEMINS DE FER. SS

waggon s’accélère peu à peu , les chaînes se tendent et le convoi tout entier s’accélère de nouveau.

Cet ingénieux moyen d’employer la vitesse acquise du convoi à ralentir sa marche, est dû à un mécanicien de Rive-de-Gier. Il ne présente qu’un inconvénient , c’est d’enrayer trop bien , et d’user rapidement la jante des roues par le frottement énergique qu’elles exercent sur le rail. Le système des doubles freins, manœuvres par un homme, ne présente pas cet inconvénient, et il est d’un usage plus sûr dans la pratique ; aussi a-t-on été obligé d’y revenir, même sur ces grandes pentes, à cause de la détérioration rapide des roues.