PAR H. LAMÉ

I. — Calcul du travail nécessaire pour raréfier l'air contenu dans un tube de longueur s.tet de section S , depuis la pression atmosphérique H, jusqu'à la pression réduite *.

• Nous supposerons que le tube ait un fond fixe, pris pour origine des et qu'il soit fermé, vers son autre extrémité, par un piston mobile P, au delà duquel le tube se prolonge indéGniment.

• On voit facilement que le travail cherché est égal à celui qui serait nécessaire

Ar

pour éloigner le piston P, placé primitivement à une distance x = du fond fixe, jusqu'à la distance A : H étant la pression de l'air renfermé dans le tube de Ion- — **, soit p la force élastique de cet air lors d'une longueur quelconque x,

An An

p — — , d'où H — p=H— —, et le travail cherché sera donné de suite par l'intégrale définie (,) (JA S (h -^j<te = SA|H-T, — ilog").

II. — Calcul du travail dépensé et du travail produit dans le système atmo-

sphérique anglais.

« Soient L la longueur du tube , h la pression de l'air qu'il contient lors de la marche du convoi; le travail dépensé se composera d'abord de

T = SL^H-A— Alog^j,

force employée à raréfier l'air du tube, depuis II jusqu'à h; puis de la force

T = SL(H-rt),

nécessaire pour faire reculer le piston P d'une longueur L' «= L, supposée prise dans un tube additionnel, diminuée du travail T" qui serait restitué par le piston P, revenant dans le tube L', jusqu'à ce que l'air qu'il renferme soit ramené de la pression h à celle H, travail qui a pour valeur

Le travail dépensé est donc (T-J-T — T") , on simplement T'=SL (H — A), puisque T" = T. Or, le travail réellement produit par le piston voyageur, entraînant le convoi , est aussi SL (H — A). On conclut de In que, dans le système anglais, le travail utilisable dépensé, tant que la machine marche, est exactement égal au travail produit.

« Si l'on pose h = ; H, on aura

Ainsi, le travail dépensé à faire le vide dans le tube, avant le départ du convoi, est au travail total , comme (2 — log 3) est à 2; ou bien, puisque le logarithme népérien de 3 est 1 ,0^861 , la durée de l'action de la machine est , au temps de parcours du convoi, comme 2 est à 1,09861, c'est-à-dire à peu près double , ou plus exactement, comme 9 est à 5.

III. — Calcul du travail dépensé et du travail produit dans U système de

M. Amollet.

« Soient H la hauteur barométrique extérieure; h la force élastique de l'air raréfié dans les trois réservoirs, avant qu'ils soient mis en communication avec le tube de longueur L. et de section S; A' la pression moyenne qui s'établit dans le tube et les trois réservoirs, quand, leur communication étaut établie, le convoi part-, enfln, A" la pression qui existe dans les réservoirs seuls, à l'arrivée du convoi. Chacun des trois réservoirs ayant la même capacité que le tube , nous supposerons , avec M. Amollet,

(2) H = 3A = 2lï = \ h".

« Le travail dépensé pour raréfier l'air des trois réservoirs, depuis H jusqu'à A est, d'après la formule (l),

(3) 3SL H — A- A log ~ = SLH (2 - log 3).

Lorsque l'on ouvre la communication du tube avec les réservoirs, et que la pression moyenne h' = ■» H s'établit, il en résulte une perte de force : en effet, on eût obtenu la môme pression h' en raréfiant directement, de H à A', l'air contenu dans

i SLH (2 — log 3), SL (H — A) = s SLH

les trois réservoirs et le tube communiquant librement , ce qui n'eût exigé qu'une force de

(4) 4SL^H — A' — h' log " ] = SLH (2 - log. 4), et le nombre (3) surpasse (4) de

(5) SLH log -— ,

travail utilisable qui se trouve perdu. On retrouve d'ailleurs cette perte en comparant, comme il suit, le travail produit avec le travail dépensé

« Pour calculer le travail utilisé par le parcours du convoi sur le tube L, soient p la pression de l'air renfermé , à une époque quelconque du voyage , x la distance qui sépare alors le piston voyageur d'un fond fixe, situé à l'extrémité d'un tube additionnel de longueur 3L, placée au delà du point d'arrivée, et qui représentera en capacité les trois réservoirs ; on aura

p:r=2LH,d'oùH - j>=H (l- j).

et le travail utilisé sera

(4L SH (l - *-) dx - SLH (1-2 log i). J3L v xl

« Lorsqu'un convoi est passé, il faut raréfier l'air des trois réservoirs, depuis la pression h" } H, jusqu'à la pression h = ; H; on obtiendra la valeur du travail nécessaire pour produire cet effet, en retranchant du nombre (3) la force qui raréfierait l'air des réservoirs de 0 à h" , ce qui donne

3SL|H-A- A log? - .VL^H — h"- A"log55,J=SLH (1 — log f ).

« Ainsi, le passage de chaque c >:-.o. exige SLH (1 — log en travail utilisable dépensé, et ne reproduit que SLH (I — 2 log 1 ) ; d'où résulte la perte (5) déjà trouvée. Or, en cherchant le logarithme népérien de |, on trouve

log f = 0,287«8, t - log î = 0,71232, I - 2 log i — 0,42464,

et le dernier nombre est un peu plus petit que les J du second.

« On conclut de là que, dans le système atmosphérique proposé par M. Arnollet, le travail utilisable dépensé est au travail produit dans le rapport de 5 à 3 ; en un mot, que ce système occasionne une perte de force de 40 pour 100.

IV. - Calcul de lajorce des machines exigées par les deux systèmes.

« Lorsque la vitesse des convois est de 60 kilom. à l'heure, et que l'on adopte la traction de lSkilogr. par tonne, le travail produit en une seconde de temps, par le passage d'un convoi de 1t7 tonnes, poids total, est équiv.-ilent à 13,117 ou 1621 kilogr. élevés à 16 inèt. 65, ou à 26,350 kilogr. élevés à I mèj.

« Ce dernier nombre divisé par 75 donne exactement 838 chevaux pour la force

d'une locomotive capable de faire parcourir, à un convoi de 1 17 tonnes, 5,000 mèt en cinq minutes.

« Dans le système atmosphérique anglais, le même effet serait produit par une

machine travaillant , sans perte de force utilisable , pendant neuf minutes; la force

de cette machine devrait donc être-^— ou 188 chevaux.

« Dans le système de M. Arnollet, en accordant un repos d'une heure et demie par jour, il resterait 22 heures 30 minutes ou 1350 minutes pour accumuler le travail nécessaire au passage de dix convoi.*, 135 minutes pour chacun ou 27 fois le temps de son passage; rappelant que ce système perd 40 pour 100 du travail utili-

.sable dépensé, on trouvera , ou 21 chevaux, pour la force de la machine : exac-

tement le neuvième de la machine anglaise. La section du tube, et par suite la ca pacité des réservoirs , devraient être au moins triples de celles que suppose M. Arnollet, puisqu'il s'agit d'une traction de 13 kilogr. par tonne, au lieu de 4. (l)»

L'application de la gomme élastique soudée aux soupapes longitudinales diverses, parait être d'un bon emploi. La première idée en est due à M. William Brockedon , qui prit patente à ce sujet , le 24 juillet 1844 (2).

M. Raymond , dont le brevet délivré pour dix ans, le 29 octobre 1844, sous le titre de Soupapes applicables aux cylindres des chemins de fer atmosphériques à air comprimé ou à air raréfié, est maintenant dans le domaine public, propose une soupape à ressort et à tiroir qui, à certains égards, pourrait remplir le but proposé. Elle est représentée sur la flg. 3 , pl. 6 et se compose de tiroirs ou glissières a , engagés dans l'épaisseur de la fonte et destinés à intercepter la communication entre l'atmosphère et l'intérieur du cylindre A; les oreilles b de ces tiroirs sont munies de petits rouleaux c, destinés à vaincre le frottement de la tige du piston. Cette dernière est représentée en d, elle présente en section la forme d'une navette et tend par cela même a ouvrir les tiroirs lors du passage d'un convoi ; ceux-ci sont refermés par l'énergie des ressorts à boudin e, logés dans la fonte et qui servent en même temps à maintenir l'ouverture complètement hermétique lorsque le convoi est passé. Des bandelettes de cuir sont ajustées à cet effet sur le bord des tiroirs. Cette soupape , dit l'auteur, présente l'avantage de pouvoir s'appliquer avec le même succès, soit qu'on se serve de l'air comprimé, soit qu'on se serve de l'air raréfié; elle offre en outre de puissantes garanties d'exactitude et de solidité.

La construction du chemin atmosphérique de Dalkey, amena tout naturellement les auteurs du projet à de notables perfectionnements pour lesquels ils prirent, en France, le 31 octobre 1844, et toujours sous le nom de M. Bonfil, un brevet d'importation et de perfectionnement de quinze ans, résumant à peu près toutes les améliorations qu'ils apportèrent dans l'exécution de leur système. Ce brevet, qui a pour titre : Perfectionnements ap»

(I) Combles rendus de l'Académie des sciences, 1MK, pag. 4006 et suir. (2j London , Journal of sciences , etc., tom. xiti. pag 318.

portés au système de propulsion atmosphérique, comprend diverses modifications dont les principales sont celles de la soupape que les auteurs construisent telle qu'elle est appliquée au chemin de fer de Saint-Germain , et dessinée, fig. i" pl. 9 Cette modification dans l'ajustement ne change rien au principe qui reste toujours le même : la construction du piston disposé de manière à se mouvoir dans les tubes du petit comme du grand diamètre et à passer sans interruption de l'un à l'autre ; une nouvelle combinaison de soupapes à air, de passages à niveau, de gare d'évitement, etc. , et enfin un moyen de faire le vide sans machines motrices, nous retrouverons la plupart de ces perfectionnements représentés sur la pl. 9, traitant du chemin de fer de Saint-Germain (système Clegg et Samuda). C'est pourquoi nous croyons maintenant ne devoir nous arrêter qu'à la description de ce dernier et nouveau procédé.

Son application ne peut avoir d'heureux résultats que sur un parcours de peu d'étendue et surtout si les convois ne doivent se succéder qu'à de longs intervalles. Il consiste en un grand récipient placé sur le côté de la voie et ayant la capacité de la longueur du tube que l'on veut purger d'air. Ce vase, empli d'eau , possède à sa partie inférieure un tuyau recourbé par lequel elle s'écoule naturellement, en jaillissant à une certaine hauteur, qui diminue graduellement à mesure que le vide, devenant plus parfait, affaiblit la pression exercée sur la surface du liquide ; des bassins métalliques, placés à différentes hauteurs , reçoivent l'eau ainsi obtenue qui est refoulée dans le grand vase, pour servir à une autre opération, et ainsi de suite.

Jusqu'à présent nous n'avons eu égard, dans l'examen des brevets précédents, qu'à la date de leur délivrance , puisqu'en effet le titre n'était définitif qu'à cette époque ; mais la nouvelle loi de 18H accordant le brevet le jour même de sa demande , nous n'aurons égard dans la nomenclature qui va suivre qu'à cette dernière date qui est la seule utile.

En première ligne nous trouvons le brevet demandé par MM. Lauren- «ana et Roque, le 11 octobre 18U, sous le titre de Système de chemin de fer atmosphérique à air comprimé. Ce brevet pose en principe l'idée de faire mouvoir les trains sur la voie en leur procurant une impulsion intermittente au moyen de l'air comprimé. Les auteurs emploient dans ce but un tube réservoir fixé sur toute la longueur de la voie, et un deuxième d'un diamètre plus grand , servant de propulseur : c'est ce dernier qui porte le wagon directeur. Il est muni à chacune de ses extrémités de deux grands clapets placés à 45°, que des pistons fixes disposés de distance en distance sur la voie font ouvrir librement, c'est lorsque ce tube ou propulseur est engagé sur un des pistons que les soupapes placées à la partie inférieure de ces derniers , s'ouvrent , et laissant arriver l'air comprimé lui permettent d'exercer son action sur le cylindre mobile qui se trouve alors chassé avec violence jusqu'au moment où , ralentissant sa vitesse , il s'engage sur un autre piston qui le pousse de la même manière.

L'écartement des pistons peut être plus ou moins considérable, suivant

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l'importance de l'exploitation et le service^ auxquels ils sont destinés.

Nous reconnaissons dès à présent qu'on peut ranger en trois séries les inventions nouvelles relatives à la propulsion atmosphérique :

La première , consistant en un tube placé au milieu de la voie, à égale distance des rails, et recevant à sa partie supérieure, dans le sens de sa longueur, une ouverture assez large pour donner passage à une tige métallique verticale qui , invariablement liée au piston intérieur, s'attache à volonté aux voitures disposées sur les rails et leur communique le mouvement du piston.

La soupape qui recouvre l'ouverture longitudinale est sans contredit la partie caractéristique la plus importante de ce système dont font partie ceux de MM. Clegg et Samuda, Mallette, etc., et qui peut fonctionner au moyen de quelques modifications, aussi bien par le vide que par l'air comprimé.

La seconde , qui consisterait dans l'idée et les moyens de faire arriver l'air comprimé sur les pistons d'une locomotive ordinaire dégagée de sa chaudière ; tel est le système de M. Pecqueur.

La troisième , reposant sur l'idée de lancer le piston à intervalles égaux et de loi faire acquérir ainsi une vitesse uniforme en se servant de l'air comprimé; tel est le système de MM. Chameroy, Laurenzana, etc.

Il existe une quatrième et une cinquième séries, que nous décrirons en leur lieu et place , d'après la date de leur apparition.

M. Laurenzana est également l'auteur d'un système de chemin de fer atmosphérique à double effet, breveté le 12 octobre 18V4, et reposant à la fois sur deux des principes que nous venons d'énoncer. Voici comment : Le tube propulseur A (fig. h, pl. 6) est percé d'une ouverture longitudinale fermée par une des soupapes connues et surmontée d'un boyau flexible 6, logé dans une cavité e fondue avec le tuyau. Ce boyau est gonflé d'air comprimé. Or, si l'on suppose le piston B formé de deux disques réunis par une barre rigide C, laissant entre eux un espace de cinq à six mètres, et ce piston introduit dans le tube, et si l'on suppose en outre que le vide soit fait d'un coté, tandis que de l'autre l'air comprimé agit avec toute sa force , on concevra facilement que le piston se mouvra avec une vitesse dépendante à la fois du degré de vide d'un côté , de la pression de l'air comprimé de l'autre, et de la surface du piston; mais en se déplaçant, la tige de ce piston a soulevé la soupape, et l'air, qui s'est précipité dans l'espace laissé libre entre les deux disques, a aidé a la marche du convoi. C'est celte double action que l'auteur appelle double effet. Il est inutile de faire observer que le boyau supérieur doit contenir de l'air à une pression plus élevée que celui dont on fait usage pour pousser le piston , et que dans ce système les rentrées par la soupape ne sont plus à craindre.

Sous le litre de Système atmosphérique autoclave, M. Midy prit un brevet lu 12 octobre 18VV , renfermant plusieurs méthodes de fermer la rainure longitudinale suivant l'emploi auquel le chemin est destiné. Nous avons représenté deux de ces fermetures sur les fig. 1, 2 et 3, pl. 7.

La première se compose d'un tube cylindrique en tôle A, muni d'un renflement à sa partie supérieure et fondu en cet endroit dans toute sa longueur, ta tige coudée qui relie le piston et le convoi, et qui a la forme d'une lentille, tend à ouvrir ce tube lors de son passage; l'élasticité jointe à la pression de l'atmosphère, tendent a le faire refermer, et pour prévenir les rentrées d'air, l'auteur a imaginé de recouvrir la fente longitudinale par un prisme pentagonal a, en bois, garni de cuir, mis en mouvement par le wagon directeur. À cet effet, de petits galets 6, montés à l'extrémité du levier c, qui a son point mobile en d sur un appendice au tube A , sont successivement abaissés , lors du passage du wagon, par un plan incliné dont il est muni, et relevés par le propre poids du prisme pentagonal qui recouvre alors exactement la rainure.

Dans la seconde , le tube A est en fonte (fig. 2) , son ouverture supérieure longitudinale est fermée par des bandelettes de cuir e auxquelles sont fixés alternativement des morceaux de cuir et de caoutchouc /, entrant l'un dans l'autre et maintenus par la pression atmosphérique. La soupape ouverte présente la forme indiquée (fig. 3) sur laquelle on peut remarquer les galets i , qui tendent à ouvrir la soupape lorsque le convoi est en marche.

L'auteur propose en outre d'autres dispositions, présentant plus ou moins d'analogie avec les systèmes connus, mais tous ces systèmes sont simplement posés comme principe; nous verrons plus loin qu'on est arrivé, en France et en Angleterre, à rendre pratique l'exploitation du premier d'une façon tout à la fois simple et peu dispendieuse.

L'électro magnétisme, qui tous les jours étend le nombre de ses applications, a suggéré à M. Dezelu, ingénieur, la combinaison d'un mode de locomotion pour lequel il fut breveté en date du ik octobre 18H, sous le titre de : Chemin de fer atmosphérique ou électro-magnétique % sur lequel les wagons sont mus par f attraction et la répulsion des aimants.

Ce système consiste comme les précédents en un tube horizontal de toute la longueur de la voie, fermé hermétiquement et posé au milieu des rails ou entre deux voies, pour servir à l'une ou à l'autre. Ce conduit, que l'auteur propose de construire en bois enduit de glu marine, reçoit le diaphragme ou piston muni d'un certain nombre d'aimants, soit obliquement, soit verticalement, et dont on peut augmenter la force par le moyen d'une pile de Volta agissant par l'attraction et la répulsion. Un nombre a peu près égal d'aimants est fixé au train, à peu de distance au-dessus de celui du diaphragme, de manière qu'en faisant mouvoir le piston par une force quelconque, la vapeur ou l'air comprimé , le train et les wagons à sa suite marcheront avec lui, si toutefois, la puissance attractive ou répulsive entre les fluides du diaphragme et ceux du train est un peu plus forte que la pression exercée sur la surface du piston.

Ce moyen offrirait l'avantage, dit l'auteur, de pouvoir se débrayer à volonté, en soulevant les aimants du wagon conducteur au moyen d'un

volant à tige fileté, et d'avoir toujours la môme pression ou le même vide sur la surface du piston.

Quoique ce procédé, qui forme le commencement de la quatrième série, paraisse d'une exécution un peu hasardée, il n'en est pas moins vrai que la science agrandit chaque jour le domaine de ce nouveau moteur, dont probablement une solution pratique fera mieux connaître les résultats.

Le 17 octobre 18i4, M. Tarneaud prit un brevet de quinze ans pour un Système de soupapes et de piston* pour les tuyaux de chemins de fer atmosphériques, système que nous avons représenté fig. 4, pl. 7, et qui présente la plus grande analogie, quant au principe, avec celui de M. Pinkus,dont nous avons parlé au commencement de cet article. Ainsi l'auteur emploie pour boucher la rainure longitudinale établie en forme de gouttière a, une corde b enduite de graisse ou de suif, afin d'empêcher les rentrées d'air ; et, pour soulever cette corde le moins possible , il relie le piston B et le convoi par une tringle c, percée d'une ouverture oblongue et armée d'un petit galet sur lequel roule la soupape qui, de cette sorte, se trouve soulevée de la plus petite quantité.

Le brevet suivant a été demandé par M. Baudouin , le 29 octobre 1814, sous le titre de : Chemin de fer atmosphérique. Il repose sur différents procédés, dont les principaux peuvent se résumer en un moyen de translation des convois sur un tube du système Hallette, par le secours d'une corde sans fin, tenant d'un bout le convoi et de l'autre le piston moteur, de manière que la pression de l'air agissant sur l'une des faces du piston, le pousse et tend à faire avancer les wagons par la traction de la corde. Un autre moyen consisterait à employer un tuyau flexible, pouvant s'affaisser comme un soufflet et se placer sous le premier wagon. L'un des bouts de ce soufflet serait fixé à la tôte de la première voiture et le dernier mobile, de sorte qu'en faisant arriver un jet d'air comprimé sur la face fixe, le convoi marcherait et le tube s'enflerait. Un nombre déterminé de jets d'air tendraient à faire mouvoir le convoi avec une vitesse uniforme. L'auteur propose encore de faire arriver l'air sur les aubes d'une roue qui porterait d'autres engrenages destinés à faire mouvoir des treuils ou rouleaux remorqueurs.

Tous ces principes pour lesquels l'auteur n'indique aucuns moyens d'exécution , forment a peu près la partie principale de son brevet du 29 octobre 1844. Les trois brevets d'addition successifs qu'il prit le 19 mai et le 15 juillet 1845, et le 1 1 juillet 1846, sont tous relatifs à l'emploi et à l'exécution de traverses en fonte, construites de différentes manières et destinées à recevoir les rails. Ces traverses seraient enduites d'une forte couche de bitume, qui augmenterait leur poids et les lierait d'une manière invariable au rail-way ordinaire comme au rail-way atmosphérique.

Le môme jour, M. Lillie prit, sous le titre de Système de chemin atmosphérique, un brevet de quinze ans, dont l'idée parait assez originale. Nous en avons représenté le caractère principal sur la fig. 5, pl. 8. On voit que le tube A, au lieu d'être construit en fonte et de forme circulaire, l'est sim-

plement en bois et de forme prismatique pcntagonale ; le piston qui chemine dans son intérieur est suivi d'an appendice B, supporté par de petits galets b qui roulent sur deux rails placés au fond du tube. C'est sur cet appendice qu'est fixée la tige de connexion C, que l'auteur construit de plusieurs manières, soit coudée, dans le cas où les deux côtés a du tube formant une espèce de toit s'ouvrent pour lui laisser passage, soit à fourchette, ainsi que nous l'avons représenté, dans le cas où la soupape est formée d'une série de petites planchettes a' qui viennent s'encastrer au fur et à mesure du passage du convoi dans les côtés supérieurs du tube.

M. Lillie emploie pour faire le vide, soit de la vapeur à une haute tension qu'il dirige dans un tuyau communiquant avec la voie et qui entraîne avec elle par son écoulement une partie de l'air du tube , soit les gaz résultant de l'explosion de la poudre de guerre dirigés de la même manière à leur sortie des immenses chambres où l'inflammation a lieu.

Sous un môme titre que celui des deux inventions précédentes, M. Guihert obtenait un privilège le 2 novembre 1844, pour l'idée d'employer à la fermeture longitudinale du tube propulseur, une suite de cylindres métalliques a (fig. 6), percés comme des boisseaux de robinets, présentant verticalement leur ouverture lors du passage de la tige et leur partie pleine dès que le wagon voyageur est passé.

Ce mouvement est obtenu à l'aide de deux pièces mobiles 6, placées l'une à l'avant et l'autre à l'arrière du wagon-directeur, et munies toutes deux d'un ergot qui pénètre dans une ouverture hélicoïdale ménagée sur la longueur des robinets cylindriques a. De cette manière, le premier ergot fait correspondre les deux ouvertures du tube et du robinet qui permet alors le passage de la tige, et le deuxième referme cette ouverture immédiatement après le passage de cette tige. L'énoncé seul de cette proposition suffit pour en faire reconnaître la difficulté pratique.

Un mode de fermeture dont on a paru s'occuper sérieusement, est celui de M. Hédiard, breveté pour 15 ans, le 27 novembre 18VV, sous le titre de : Tube fermant hermétiquement, applicable au système atmosphérique des chemins de fer, et représenté sur la fig. 5, pl. 6.

L'ouverture longitudinale pratiquée sur la partie supérieure du tube de propulsion A, est fermée, dans ce système, par deux lames d'acier a formant ressort; ces lames, d'une largeur de 0"' 11 à O™ 12 et d'une très-faible épaisseur, égale sur toute leur longueur, sont recourbées en arc de cercle, viennent présenter leur convexité et sont en contact dans leur partie supérieure sur une faible surface. Ces ressorts ne sont pas abandonnés & euxmêmes, ils s'appuient exactement sur le tube de propulsion, dont la surface extérieure présente la concavité nécessaire à cet effet, et ils ne sont en saillie que de 0" 04 à 0" 05 au-dessus des parois de la rainure. Ils sont arrêtés dans leur partie inférieure au moyen de vis taraudées dans la fonte et de tringles qui servent a les presser également sur toute leur longueur. Fixés ainsi à une assez grande distance de la rainure, ces ressorts sont placés de

PI BLICATION INDUSTRIKI.LR.

telle sorte que les surfaces supérieures en contact n'exercent l'une sur l'autre qu'une faible pression.

Pour compléter le système et pour empêcher que l'air ne puisse pénétrer dans l'intérieur du tube de propulsion, un réservoir formé par deux baguettes horizontales b et rempli de graisse, est établi dans toute la longueur ; il renferme les ressorts et s'élève de quelques centimètres en contenant de leur partie supérieure.

Ce genre de fermeture fut expérimenté sur une étendue de 1697" 20, à Saint-Ouen, près Paris, dans le but de faire apprécier d'une manière certaine les avantages ou les inconvénients de la soupape Hédiard, et de permettre aussi d'en faire la comparaison avec la soupape Hallette, comme avec la soupape Clcgg et Samuda. Nous ne terminerons pas cet aperçu du système, sans rendre compte du résultat de quelques expériences.

Après la pose des ressorts dans les conditions premières, les rentrées d'air n'ont pas permis de faire le vide à plus de 0-20 ; il en était presque de même en laissant les surfaces des ressorts à découvert, après avoir interposé des bandes de feutre ou de toile dans les divers joints , pour éviter qu'il y eût des métaux en contact ; mais on a pu élever te vide à 0"45, dans cette dernière condition, lorsque la graisse s'est élevée à (i"0l en contre-haut de la soupape longitudinale, on n'a plus obtenu cet effet lorsque les joints en bitume ont commencé à couler; mais aussitôt après l'achèvement des dernières dispositions adoptées pour l'établissement de la soupape longitudinale, et lorsque les joints des tubes n'avaient encore reçu qu'une réparation provisoire, le vide a été fait à 0" 50.

Avec un vide de 0" 30 à 0" 375, le train franchit facilement en une minute les 595 mètres de développement du tube de propulsion, en atteignant ainsi UHe vitesse moyenne de 36 kilomètres ou 9 lieues à l'heure, gravit la dernière partie de la rampe, gagne le point de la pente où commence la déclivité de 0- 007 mill., et revient au point de départ de telle sorte que le piston s'introduit de lui-même dans le tube de propulsion, où le train est lancé de nouveau à une grande vitesse.

Avec un vide de 0a 45 à 0* 50, le train franchit les 595 premiers mètres en trente secondes, et revient au point de départ, après avoir parcouru en une minute et demie les 1102 mètres restants ; de sorte que leur total, présentant un développement de 1697 mètres, est fait en deux minutes. La vitesse moyenne est dans ce cas de 72 kilomètres ou de 18 lieues à l'heure dans le parcours du tube de propulsion, mais elle est beaucoup plus considérable vers le milieu de ce parcours.

Les vitesses indiquées ci-dessus sont évidemment suffisantes pour faire des expériences sur la soupape longitudinale ; mais, dans l'un et l'autre cas, le volume d'expansion de la pompe pneumatique (1) n'est pas assez considérable pour entretenir le vide pendant la marche du train, au degré où il est mis avant le départ.

(1) Nom decrironi celle pompe «?ec dYlails »ur une «les plancbei sui»n:lei.

Dans le premier cas, la soupape de sortie ne s'ouvre que lorsque le piston a dépassé le point de jonction du tube de propulsion, avec le tube d'aspiration, et dans le second cas, l'ouverture de cette soupape a lieu à 10O mètres au moins en avant du piston.

La tige ne s'échauffe pas sensiblement dans la marche du train ; les ressorts formant soupape reprennent après son passage leur position première , et rien n'annonce jusqu'ici qu'ils éprouvent une altération quelconque.

Lorsque les rentrées d'air sont assez considérables pour que le vide s'opère difficilement, les tuyaux du tube de propulsion éprouvent un mouvement de bâillement qui fait ouvrir de 0*001 environ, la rainure longitudinale. Cet effet est beaucoup moins fort, lorsque le vide atteint un certain degré.

Sous le titre général de système de locomotion , M. Andraud prit , le 5 novembre 1844, un brevet de 15 ans, dont le principe constamment perfectionné jusqu'à présent, doit être expérimenté en grand sur l'ancienne ligne de Saint-Germain. Nous en avons donné un aperçu sur la flg. 19, pl. 7, qui représente une section transversale du système.

Description dd système. — Que l'on suppose entre les deux rails d'une voie de fer un tube régnant sur toute la longueur du chemin. Ce tube , composé d'une partie solide A , et d'une partie flexible a , est fixé par des patins en fonte b, de mètre en mètre, sur les traverses de la voie ; la partie rigide ou solide de ce tube, est une pièce de fonte ou un madrier de bois dur métallisé, placé sur champ. Maintenant qu'on se figure les parois de ce dernier couvertes par deux longues bandes de cuir ou de fortes étoffes préparées dans des dissolutions de caoutchouc et (Uées au madrier par leurs rebords, de manière a pouvoir alternativement s'appliquer au fond des gorges et se gonfler.

Ainsi disposé , le tube se composera de deux tubes jumeaux qui f si on y injecte de l'air, se gonflent, et, si on en retire l'air, s'aplatissent.

Cela bien compris, que l'on imagine sur la voie une série de wagons, sans locomotives , et en tête du premier wagon deux rouleaux verticaux B, tournant sur des axes parallèles et ayant la faculté de se serrer fortement l'un contre l'autre par des pressions élastiques ; ces rouleaux , en bronze très-poli , s'appliquent exactement sur les faces latérales du tube. La figure 19 montre de face ces deux rouleaux, appelés pis/on-latninoir , au moment où ils pressent les diaphragmes On comprend aisément que si , à l'arrière du convoi , de l'air , provenant d'un réservoir où il est comprimé , est injecté dans le tube ou dans les deux tubes jumeaux, ceux-ci se gonfleront jusqu'aux deux rouleaux qui s'opposent au passage de l'air; mais l'air continuant à dilater les bandes flexibles, ces bandes, en se gonflant, impriment aux deux rouleaux un mouvement de rotation, et pous-

sent tout le convoi en avant avec d'autant plus de force que le tube est plus large, ou que l'air est plus fortement condensé. Voici comment s'opère ce mouvement de traction : chaque fibre longitudinale du tube agit, en se développant , sur chaque section correspondante des rouleaux , comme le ferait une corde sur une poulie ; il y a emploi total de la détente de l'air.

La particularité du mode de traction qui vient d'être décrit réside donc dans le tube propulseur, composé, comme on le voit, d'une partie solide et d'une partie flexible et dans le pi don-laminoir , lequel agit à {'extérieur du tube ; c'est là toute l'invention. Ce qui doit surtout frapper dans l'ensemble de ce système, c'est son extrême simplicité et l'absence complète de mécanisme.

Nous donnerons prochainement , après les essais, un tracé détaillé et complet de ce système , ainsi que des pompes motrices qui compriment l'air nécessaire à sa marche.

M. Cossus a également proposé, en 18i6, une nouvelle voie atmosphérique à air comprimé; elle est formée par une série périodique de trois tubes. Pour former la série , on place une période semblable à celle-ci à la fin du tube ; on continue à en placer encore une semblable à la fin du nouveau tube, et ainsi de suite jusqu'à combler une longueur donnée. De cette manière on aura une file de tubes symétriques, placés sur le même axe et distancés de la somme des longueurs des deux autres tubes. Ceux-ci se trouvent dans des conditions absolument semblables, relativement à leurs symétriques des périodes suivantes.

Les tubes sont assemblés deui à deux par des vis qui serrent la bride de l'un d'eux contre la paroi de l'autre ; c'est là que leur communication est établie. La distance d'une communication à l'autre est égale à dix mètres ; leur diamètre intérieur est égal à 0*15. Ils sont terminés, d'un côté, par une boite à étoupes, et de l'autre, à air libre, par un rebord circulaire et intérieur.

Chacun de ces tubes est muni d'un piston destiné à le parcourir ; sa tige est terminée par un crochet : elle est guidée par trois poulies suivant une plate-bande Aie.

Le chariot qui remorque le convoi est mobile sur dix huit galets, suivant deux plates-bandes-guides établies dans toute la longueur de la voie. Au-dessous de ce chariot sont placées trois palettes à rochet; ce sont les trois points d'application des crochets de traction.

L'air est introduit par un tube auxiliaire au moyen d'un moteur qui fait agir les pompes foulantes. Le piston est chassé vers l'extrémité du tube ; d'où il résulte: 1* que, par son crochet, il a du faire parcourir au chariot une distance égale à celle qu'il vient de parcourir lui-même, égale à la longueur du tube ; 2° que , en dépassant la communication des deux tubes , il a soumis le piston à la pression atmosphérique ; 3° enfin qu'en achevant sa course il repousse la clavette coupée en sifflet qui , par le fléau , soulève

l'autre sifflet, de sorte qu'il se fixe lui-même et il met en liberté le piston du second tube.

Nous arrivons ainsi au mouvement du deuxième piston ; mais avant, il faut observer que le premier , au lieu de Unir sa course là où le second doit commencer la sienne, la continue jusqu'à 0m40 plus loin. La raison de ceci est que le crochet doit emmener le chariot asseï loin pour que la palette à rochet dépasse le crochet , et que la prise de celui-ci puisse avoir lieu. Le deuxième piston parcourra donc le tube jusqu'à l'extrémité, et son crochet emmènera le chariot au delà du crochet du troisième piston. Ce second croisement de pistons produit les mêmes résultats que le premier , et ainsi de suite pour tous les tubes suivants.

Arrivé au dernier tube , l'air comprimé sera mis en liberté , ce qui sera indiqué par le manomètre qui doit se trouver au point de départ. Aussitôt les pompes foulantes , par un jeu particulier des soupapes , deviennent aspirantes et rappellent les pistons dans un ordre inverse, en commençant par le dernier ; car ce n'est que le retour de celui-ci qui mettra en liberté le pénultième en le dégageant de sa clavette , et ainsi de suite , de l'un à l'autre jusqu'au retour du plus rapproché du moteur.

Nous voici arrivé à la cinquième série dont nous avons parlé plus haut , MM. Labruère et Griffiths furent les premiers privilégiés pour cette idée , le 3 janvier 1845. Système atmosphérique applicable aux chemins de fer, tel est le titre de leur brevet de 15 ans.

L'idée principale de cette invention est de faire marcher les trains au moyen du vide, mais sans ouverture à la soupape, et par conséquent sans tige de connexion. A cet effet les auteurs emploient un genre de soupape flexible a (fig. 8 et 9, pl. 7), composé d'un cuir boulonné sur toute la longueur de la rainure longitudinale , mais non tendu dans le sens de sa largeur , de façon à pouvoir s'élever ou s'abaisser, sans donner pour cela de passage à l'air : cette soupape est bordée de lames métalliques sur toute sa longueur, pour empêcher l'usure.

Le piston B est muni de deux galets C, dont la circonférence est dans un plan plus élevé que le point culminant du tube A , de manière à presser sur la lanière a, et à la tendre d'une certaine quantité. Un autre galet C, flxé au wagon propulseur, vient s'appuyer entre les deux premiers, et rend l'adhérence complète entre ces trois parties. Il en résulte que si le piston sollicité par la pression qui le pousse sur une de ses faces, tend à se déplacer et à faire tourner par conséquent les roulettes C qui le garnissent «cellesci par leur adhérence avec la soupape et avec le galet du wagon directeur, feront tourner ce dernier avec la même vitesse. Pour rendre ce mouvement plus énergique, les auteurs ont imaginé d'ajouter sur l'essieu-moteur portant le galet de friction C, deux autres galets ou poulies qui viennent commander par des courroies, les grandes roues motrices reposant sur les rails, et qui aident ainsi à la propulsion.

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Les auteurs ont proposé, en outre, de construire deux tubes au Heu d'un seul et de se servir de ces tubes comme rails pour supporter la charge, on bien encore de les fondre d'un seul morceau et d'utiliser le môme vide pour les deux. Ils étendent également leur privilège à l'emploi d'une soupape c, dont serait muni le piston B, et qui , mise en mouvement par une suite de leviers d, d\ </*, placés à portée du mécanicien et employés au serrage des freins, permettrait de lancer de l'air dans la partie vide et par suite de modérer la vitesse ou d'arrêter même entièrement le convoi.

Dans un deuxième brevet qui fut délivré aux mêmes auteurs , le 30 mai 18'*5, et dont le litre [ Tubes en bois propres aux chemins de fer atmosphériques) fait connaître la substance, les lames de bois proposées b (lig. 12, pl. 7), seraient assemblées par un nombre quelconque de côté avec de la glu marine. L'intérieur serait également enduit de cette substance, et comme elle produirait inévitablement des inégalités , on pratiquerait une sorte d'alésage cylindrique, en faisant circuler dans l'intérieur du tube A, un piston métallique rougi au feu, qui en égaliserait les parois. Dans ce cas comme dans le premier, la fermeture longitudinale resterait la même.

Un système appelé par l'auteur, M. Power, Système de chemin de fer à moteur d'air comprimé, et breveté le 21 janvier 1845, consiste dans l'emploi de l'accumulation de l'air comprimé qu'il fait arriver derrière le piston voyageur, dans un tube A (fig. 7, pl. 7), construit d'après le système irlandais. On peut remarquer toutefois que la soupape a, tendant à s'ouvrir du dehors en dedans , est fermée à peu près hermétiquement par la pression de l'air comprimé, et que pour rendre son ouverture plus facile la tige de connexion C porte un galet horizontal b qui adoucit le frottement.

Pour empêcher la soupape de recevoir la pluie, II. Power la recouvre dans toute sa longueur d'un plateau en tôle; mais l'utilité de ce plateau peut être contestée devant l'emploi défectueux qu'il nécessite d'un coude trop prononcé à la tige C.

L'auteur prétend qu'on pourrait, d'après le même principe , se servir de vapeur d'eau à une haute pression pour obtenir les mêmes effets.

On peut ranger dans la seconde série le procédé imaginé par M. Jobard et breveté en sa faveur, le 27 janvier 1845, sous le titre de chemin de fer atmosphérique et transport de la force à grande dislance. Ce procédé, dont nous donnons un aperçu sur la fig. 8, pl. 6, repose sur l'idée d'envoyer l'air comprimé sous les pistons d'une locomotive ordinaire pour remplacer la vapeur. Cet effet est obtenu :

l' Par un tube dans lequel on comprime l'air et qui est fermé par une soupape pour empêcher les fuites;

2° Par un disque ou soufflet percé de trous qui puise cet air dans le tube et l'envoie à la machine motrice.

Ainsi on peut remarquer que le tube se compose d'une espèce de cuvette en fonte A, garnie dans son intérieur d'une couc he de plomb b Sur la .saillie de cette garniture repose lu soupape proprement dite a, composée de doux

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forts cuirs consolidés par des lames de fer et réunis en forme de cône par le sommet c. Ce tube ou réservoir A peut être placé soit sur le milieu de la voie, soit sur les côtés en servant de rails , soit encore renversé en présentant son ouverture à l'extérieur du chemin. Dans l'une ou l'autre de ces dispositions, la locomotive porte un disque en forme de lentille percé de trous vers sa circonférence qui, forcé de recevoir un mouvement de rotation par la marche même du convoi , présente alternativement ses ouvertures à l'action de l'air comprimé contenu dans la capacité A et à celle de l'air atmosphérique. Or, parla construction toute particulière (1) du disque précédent qui est garni d'un cuir percé de trous , épousant à l'intérieur la forme exacte de sa surface et pouvant néanmoins se soulever comme la soupape d'un soufflet ordinaire , on concevra que l'air comprimé puisse se transmettre d'une manière uniforme aux cylindres moteurs. En effet , à mesure que les trous se présentent dans le tube A , la soupape en cuir est soulevée par la force de l'air comprimé qui se rend sous les pistons de la machine par des tuyaux convenablement disposés à cet égard et s'adnptant au disque lenticulaire avec lequel ils voyagent.

Ce système parait théoriquement fort ingénieux , il se combine avec la plus grande facilité avec celui de M. le baron Séguicr, imaginé pour éviter les déraillements et franchir facilement les rampes et les courbes a petits rayons; on sait que ce dernier consiste en deux grandes roues horizontales motrices r, embrassant un rail intermédiaire placé au milieu de la voie et empêchant toute espèce de mouvement latéral.

L'idée de faire marcher les convois sans tige de connexion et par suite sans ouverture longitudinale mobile , idée que nous avons classée dans la deuxième série à la tête de laquelle figurent MM. Labruère et Griflïths, a été reprise par MM. Clegg etSamuda qui, en 18V5, le 7 février, demandèrent un brevet de 15 ans, sous le nom de M. RonQI , pour des Perfectionnements apportés aux chemins de fr atmosphériques.

Ce brevet repose sur le môme principe que celui décrit , page 9i ; seulement les auteurs ont imaginé de construire le tube et , par suite , le piston ovale, ce qui l'empêche naturellement de tourner, et tient constamment les galets en contact avec la rainure flexible construite en tout de la même manière que celle de MM. Labruère et Griffiths.

Une large soupape s'ouvrant à l'intérieur du tube , permet , en envoyant de l'air dans celui-ci, d'arrêter ou de ralentir la marche du convoi.

En suivant la marche des découvertes, nous trouvons que M. Mac-Dougall, de Manchester, prit, le 8 mars, un brevet de 15 ans, pour des Perfectionnements apportés aux moyens employés pour le fonctionnement des chumins de fer atmosphériques, lesquels perfectionnements peuvent aussi être appliqués aux canaux et rivières , et que ces perfectionnements consistent dans l'idée d'opérer le vide du tuyau longitudinal placé sur la voie ,

<» ) Nous reviendront »ur les détails de celle construction dont nous rctrouvcruoi l'application en décrlranl lea pompei i air du chemin atmosphérique de Sainl-Ouen, pl. «».