DE SAINT-GERMAIN

( SYSTÈME CLEGG ET SAMCUA)

Exécuté «ou» ln direction de M. F LACHAT,

I N 6 B R I R l' Il A P»»IS.

(PLAKC1IR 0).

Lorsque les bons résultats du système de chemins atmosphériques de MM. Clegg et Samuda furent connus en France , on conçut l'espoir de gravir des rampes dont la pente fut plus considérable que celle qui est usitée dans nos chemins actuels.

Plusieurs projets furent présentes au gouvernement , entre autres celui de faire arriver le chemin de fer du Pecq, sur le plateau de la ville de Saint-Germain. Toutes les conditions désirables pour une expérience complète se réunissant en faveur de ce dernier, le gouvernement accorda pour cette expérience une subvention de 1,800,000 fr., votée par les Chambres, et la ville de Saint-Germain, qui avait tout intérêt a ce prolongement, vota 200,000 fr. pour cet objet.

En faisant commencer à Nantcrre l'application du système atmosphérique , on pouvait espérer d'obtenir une expérience décisive sur une ligne de niveau; et en faisant monter le railway jusqu'à Saint-Germain, on cherchait la solution de ce problème plein d'intérêt : ascension de rampes successives, ascension de rampes inatima.

La prolongation du chemin primitif ne pouvant se faire à son point d'arrivée, à cause des impossibilités qui se seraient rencontrées à chaque pas , et la différence de niveau entre le plateau de la ville et le chemin de fer étant considérable , il devint nécessaire, et pour éviter ces difûcultés et pour racheter cette pente , de placer l'embranchement à une grande distance du débarcadère du Pecq. Cette distance est de 1,500 mètres. La conOguration de la côte au-dessous de la terras»; exigea, dans l'ascension du chemin de fer, une configuration pour ainsi dire semblable. La nécessité de ne point donner au pont sur la Seine et au viaduc qui lui fait suite, des proportions trop gigantesques , l'obligation dans laquelle on était de compenser les remblais à placer dans la vallée cl les déblais à tirer de la

PIRUCATION INDUSTRIELLE.

forêt , et de ne pas couper cette foi ét soit par un remblais, soit par un railway de niveau ; toutes ces nécessités réunies firent décider que la surface du chemin aurait une forme parabolique dont le premier élément aurait une pente de 0">)001V, et terminée par une tangente dont la pente continue serait de 0m,035 par chaque mètre. Des calculs faits avec soin firent reconnaître que cette pente pourrait aisément être franchie dans le système de propulsion par l'air atmosphérique (t).

Dans le principe , le syslèmc atmosphérique devait être appliqué depuis la station de Nanterre jusqu'à Saint-Germain ; la voie, les machines et les tubes étaient même disposés, mais jusqu'à présent on n'a encore exploité que la portion du chemin comprise entre le bois du Vésinct et la plateforme de Saint-Germain , et rien ne fait présager que Ton mettra à exécution le projet tel qu'il était conçu. C'est, au reste, la portion la plus intéressante et la plus utile, car celle comprise entre Nanterre et le pont biais de Montesson, et qui est desservie par une machine de 200 chevaux, placée à Nanterre , et une de même puissance placée à Chatou , peut être regardée comme sensiblement de niveau. Sur cette partie de la voie, le tube propulseur a 0",38 de diamètre sur une longueur de 5,2U mètres; sur celle en activité , c'est-à-dire sur une partie de la longueur du gros tube ou environ 3,300 mètres, il en a un de 0",63.

A Saint-Germain , deux machines accouplées de 200 chevaux chacune mettent les pompes pneumatiques en mouvement et sont construites sur le même modèle que celle de Chatou.

Nous allons revenir en peu de mots sur la disposition générale, le principe et l'organisation des chemins atmosphériques (système Clegg et Samuda), puis nous décrirons avec détails la voie , les soupapes , le wagon directeur, les machines, etc., qui composent l'ensemble du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain.

On se rappelle que dans ce système, c'est la raréfaction de l'air, produite par des machines, dans un tube longitudinal régnant sur toute la longueur de la voie , qui détermine l'avancement d'un piston sur l'une des faces duquel agit la pression atmosphérique, diminuée du degré de perfection de vide obtenu du côté de sa face opposée.

Ce piston , qui chemine ainsi dans le tube , est relié avec le premier wagon, construit à cet effet d'une forme particulière, qu'il entraîne avec une vitesse dépendant à la fois du degré de vide fait dans le tube et du poids des wagons à remorquer; des soupapes, placées de distance en distance, interceptent la communication de toute la longueur du tube et permettent d'établir des sphères d'action dans lesquelles agissent respectivement les machines fixes, disposées à intervalles variables sur le côté de la voie.

La fermeture du tube , l'élasticité de cette fermeture et sa propriété d'empêcher les rentrées d'air, causées par le passage de la tige, étaient

r (l) Eitrtit d une Notice descriptive sur le* Irarios d'art cl le chemin de Sainl-Germain, par M. Ch. Etienne, pages 6 et 7.

les conditions essentielles d'un problème duquel une foule de mécaniciens, d'ingénieurs et de savunls ont cherché la solution.

Du tlbb et de la soupape LONGITUDINALE. — A Saint-Germain, on a copié exactement le système irlandais , et c'est la soupape exécutée pour ce chemin par MM. Chabot de Paris et Joly d'Argenteuil que nous avons représentée en plan et en coupe verticale, tig. 1 et 2 , pl. 9.

Cette soupape est formée d'une lanière continue en cuir épais a, bardée sur toute sa longueur par de forts morceaux de cuirs b et par des lames de fer de mêmes dimensions c , assujéties au-dessus et au-dessous de ce premier assemblage. Ainsi formée , elle s'applique sur la surface supérieure dressée du tube de propulsion A, et y est maintenue par une tringle longitudinale d qui lui sert de charnière ou de centre de rotation. De distance en distance sont venues de fonte avec le tube des douilles e, recevant les boulons recourbés / au moyen desquels on serre A volonté la tige continue d contre la lanière a. Pour faire adhérer plus fortement cette dernière contre son siège et empêcher autant que possible les rentrées d'air, on a ménagé, sur la surface du tube opposée à la charnière, une rigole ou rainure g qu'on enduit d'un mélange de cire et de suif , qui, aidé de la pression atmosphérique, scelle exactement « es deux [ini ties.

Toute la longueur du tube, formée par la réunion de tuyaux en fonte A, renforcés par de larges nervures et s'emboitant les uns dans les autres, Bf( fermée par une soupape semblable à celle que nous venons de décl in- ; nous avons représenté une portion de l'ensemble de ce dernier, en plan fig. 3, en élévation fig. 4, et m sections transversales suivant les lignes 1-2, 3 et 4, fig. 5 et 6, sur la même pl. !». Nous avons choisi pour spécimen la portion du tube qui aboutit à Saint-Germain , comme étant celle qui aide à gravir la plus grande pente , franchir la plus grande courbe , et qui est, par suite, du plus grand diamètre >s 0'",t>:î .

Il est facile de remarquer que les mêmes traverses h servent à supporter le tube de propulsion A et les rails ordinaires t, et que celui-ci est enterré dans le sol à peu près jusqu'au milieu de sa hauteur, de sorte que le piston chemine en contre-bas des roues motrices. Nous espérons avoir (iéerit suffisamment le principe en parlant du système de MM. Clegg et Nnnuda , pag. 73 et 74, pour que nous ayons besoin d'y revenir ici ; nous commencerons donc immédiatement la description des appareils, en suivant pour cette explication la marche môme d'un convoi à son entrée dans le tube au bois du Vésinet.

Les convois partant de la gare de Paris, suivent la même voie ferrer que par le passé, ils l'abandonnent à la station du Vésinet où on remise la locomotive, et où commence l'embrayage de ce convoi avec le wagon directeur. Au moyen de treuils à bras , on remorque tout le train jusqu'à I entrée du tube, et c'est pendant ces opérations que le vitle s'est effet tué dans la totalité de ce tube de propulsion A. Sur une ligne de grande étendue, ce vide s'obtient par portions plus ou moins grandes selon la force

l'I BI.ICATION IMil'STMELLE.

des machines pneumatiques ; sur celle de Saint-Germain , cette première manœuvre devait s'effectuer depuis Nanterre jusqu'à Chatou à l'aide des machines de Nanterre, construites par MM. J.-J. Meyer de Mulhouse; et depuis ce dernier endroit jusqu'à Saint-Germain , à l'aide de celles de Saint- Germain , exécutées par M. Alfred Hallctle d'Arras. Cette dernière portion du chemin est seule en activité , c'est la seule aussi que nous examinerons avec détails, en ne parlant que comme mémoire et comme renseignements du projet primitif et de ses accessoires. Les pompes de Chatou, construites à l'usine de Seraing en Belgique, devaient servir à faire descendre les trains lorsque la gravité ne suffirait plus pour leur imprimer la vitesse nécessaire. Pour cela , un diaphragme , placé à 700 mètres de l'embranchement , devait permettre à la machine de Chatou d'opérer le vide dans cette portion du gros tube une fois que le convoi ascendant l'aurait dépassé.

Soupapb d'entréb. — Lorsque le piston est introduit dans le tube, il s'agit de faire le vide devant lui; mais pour le faire avec fruit, on intercepte toute communication au moyen d'une soupape d'entrée, et l'on fait agir le télégraphe électrique , qui avertit qu'on doit mettre en mouvement les machines pneumatiques (1).

Cette soupape est représentée en détails, pl. 9.

La fig. 7 en montre la coupe verticale, faite suivant l'axe du tube de propulsion.

La fig. 8, une autre coupe verticale perpendiculaire à la précédente, et faite suivant la ligne 5-6.

Et enfin la fig. 9, une élévation extérieure parallèle à la figure 7, et vue du côté du mécanisme.

Nous supposons un train montant à Saint-Germain : lorsqu'on a fermé la soupape en agissant sur le levier B, elle intercepte la communication entre la partie du tube dans laquelle on fait le vide et celle dans laquelle se trouve le piston , et par suite le convoi. A la première évacuation d'air enlevé par les premiers coups de piston des pompes pneumatiques, l'équilibre de pression étant rompu sur les deux faces du clapet ou soupape d'entrée C , cette dernière , basculant librement autour de l'axe.;, qui lui sert de charnière, tend à retomber à sa position normale, car elle n'est retenue que par le secteur en fonte h et son contrepoids /, qui deviendraient bientôt insuffisants. On a donc été dans l'obligation d'exercer sur la face en contact avec la partie purgée , une pression factice qu'on est maître d'établir ou de retirer à volonté. Voici ce qui a été imaginé à cet effet : la partie du tube de propulsion dans laquelle se meut la soupape d'entrée est munie à sa base d'une tubulure m, à laquelle est boulonné le cylindre D. L'intérieur de celui-ci, fondu avec un orifice supérieur n et un orifice inférieur o, ouverts à l'air libre, reçoit le piston à garniture de cuir E, qui se relie avec le clapet C par la bielle ou tige F, ce qui rend

d) tW not»î prupowiis Je foire coniuiirc bieiilul la coiuiruciion tk-f lélrjraphe» clecttiquci.

le mouvement de ces deux pièces dépendant l'un de l'autre. Or, si Ton veut empocher la soupape de retomber par l'aspiration de l'air du tube , on découvre l'orifice o et l'on ferme l'orifice n au moyeu du tiroir p; l'air, se précipitant sous le piston E , agit sur toute sa surface ; et comme celle-ci est sensiblement plus grande que celle du clapet d'entrée, on conçoit qu'il la maintient fermée avec une force dépendant à la fois de l'excédant de cette surface , de la perfection du vide dans le tube de propulsion et du poids /, multiplié par la longueur du bras ou secteur k. Lorsque ce vide est obtenu h un degré convenable , il faut faire baisser la soupape pour donner passage au convoi ; à cet effet , *>n change la position du tiroir p , qui met alors en communication les deux orifices n et o; au môme instant, l'air qui existe sur le piston est aspiré instantanément par la partie supérieure purgée, et l'équilibre de pression s' établissant bientôt, la soupape s'ouvre d'elle-même et sans choc pour livrer le passage au piston moteur.

En cas d'accident ou de fausse manœuvre, le cylindre D est garni à sa base d'une espèce de tampon ou ressort métallique q, qui amortirait le choc du piston si ce dernier venait à se détacher, et d'une soupape de sûreté b', qui laisserait échapper l'air lors d'un faux mouvement.

La manœuvre du tiroir de distribution d'air p, s'effectue soit à la main, soit par le convoi même. Dans le premier cas , c'est en agissant sur la poignée G que l'on fait mouvoir l'axe qui le porte , la manivelle r et la tige à contrepoids Sa; dans le second cas , c'est au moyen d'un mécanisme particulier et fort ingénieux , dessiné en détails fig, 10. Il se compose d'un double levier à encoches II , situé à quelques mètres de la soupape qu'il commande, entaillé dans les rails t, et oscillant autour de son point fixe /. Lorsque la première roue du convoi fait baisser la partie recourbée de ce levier, sa partie opposée, qui, munie d'encoches, retenait le moulinet 1 , le laisse échapper en se soulevant pour lui faire prendre la position indiquée en ponctué ; mais chaque extrémité de ce moulinet correspond avec un long et fort fil de fer u qui, se croisant dans le milieu de sa longueur, s'attache à un second moulinet J, qu'on voit représenté fig. 8 et 9; il s'ensuit donc que l'oscillation de ce dernier a fait agir le tiroir />, que le poids v tend toujours à faire descendre , et a fermé la communication de l'air pour établir celle du vide. On remet à la main les choses dans leur état primitiravec l'aide du levier G.

Soupapb intbrméoiairb. — La soupape intermédiaire, qui n'existe pas dans la portion exploitée du chemin de fer atmosphérique de Saint- Germain, mais qui existe dans le projet, devait servir à limiter la sphère d'action de chaque machine motrice, et devait se manœuvrer d'une manière analogue, sauf quelques petites particularités dont la principale était la boite à tiroir qui , au lieu de se trouver en communication avec l'air, l'était au contraire avec la portion purgée du tube par un tuyau recourbé : son principe, son mouvement, son but, étaient , d'ailleurs , les mêmes que précédemment.

Le convoi continuant sa marche est donc sur le point d'arriver à Saint- Germain. Ici se présentent deux cas différents celui où l'on fait usage du piston primitif représenté avec le wagon sur la fig. 13, pl. 9, et celui où Ton emploie au contraire le piston récemment construit fig. 4 , pl. 10. Nous examinerons ces deux manœuvres d'arrivée lorsque nous parlerons du wagon et des pistons, nous allons, quant à présent, continuer et terminer l'examen des soupapes.

Soupape de sortie. —Elle est placée presqu'à l'extrémité du tube d'arrivée à Saint-Germain et au delà de l'embranchement souterrain qui sert à l'évacuation de l'air (fig. k et 5, pl. 9.1. Disposée sur des principes analogues aux deux soupapes que nous venons d'examiner, elle se manœuvre néanmoins sans l'aide de piston auxiliaire ou de contrepoids , comme nous allons le voir et comme nous l'avons représenté en détail fig. 11.

Celte soupape, oscillant avec l'axe y, sert à limiter la dernière sphère d'action des machines pneumatiques; a cet effet , et toujours dans la supposition d'un train montant à Saint-Germain , elle affecte la position indiquée en ponctué, de sorte qu'elle est maintenue dans cette position par la pression atmosphérique qui agit sur une de ses faces. Lorsque le convoi arrive et dès qu'il a dépassé le tube d'aspiration des machines pneumatiques, placé en deçà de la soupape de sortie, le tiroir x s'ouvre comme une glissière à l'aide d'un levier à encoches semblable à celui que nous avons décrit plus haut et dégage l'orifice s, dont est percée la boite K. Cette manœuvre, qui s'effectue par l'équerre à contrepoids L, et les fils ou tringles a' , a pour résultat de permettre à l'air extérieur de pénétrer dans la portion du tube comprise entre la soupape et le piston moteur, de sorte que cet air , refoulé de plus en plus contre la soupape , acquiert bientôt une pression capable de faire baisser celle-ci sans aucun mécanisme et débarrasse ainsi le convoi de tout obstacle, lui laissant continuer sa marche par la seule vitesse d'impulsion jusqu'à la sortie du tube.

Nous croyons qu'il ne sera pas sans intérêt de lire, à la suite de celte description, les résultats obtenus en Angleterre et leur application à l'établissement de la ligne de Saint-Germain, par M. Flachat. Nous donnerons également, en leur lieu et place, la suite du rapport de cet ingénieur, comprenant les données et calculs des pompes pneumatiques, des machines, des chaudières, etc.