SUPPORTS ET VÉHICULES

Aujourd'hui, comme autrefois, les cylindres sont tantôt intérieurs, tantôt extérieurs aux roues La seconde position est cependant la plus ordinaire. Il y a, d'ailleurs, une certaine dépendance, quoique non absolue, entre la position des cylindres, d'une part, et, de l'autre, celle du châssis et l'existence ou

l'absence de l'accouplement. Les cylindres extérieurs , combinés avec le châssis également extérieur, exigent des manivelles rapportées aux extrémités de l'essieu moteur et de l'essieu ou des essieux accouplés. Si les roues d'avant sont accouplées, l'écartement considérable des cylindres entraîne comme conséquence une grande largeur de la machine. En France et en Angleterre, la faible largeur de l'entre-voie et des accottements exclut cette disposition. Elle est au contraire fréquente en Allemagne, où la largeur de la plate-forme a été fixée avec moins de parcimonie.

La largeur de ce type de machine peut d'ailleurs être réduite en recourant à un artifice ingénieux imaginé par M. Hall, et qui consiste à prendre pour fusée non l'essieu lui-môme , mais la douille de calage de la manivelle. On obtient ainsi, tout à la fois, une réduction de largeur de la machine et une grande longueur d'emmanchement de la manivelle, au prix, il est vrai, d'un léger inconvénient, l'augmentation du diamètre de la fusée. Cette disposition est très en faveur au delà du Rhin. Il est facile de s'en convaincre, car on la trouve dans la plupart des machines exposées par les constructeurs allemands.

Ordinairement extérieur en Allemagne, intérieur en France, le châssis peut aussi être mixte ou , pour mieux dire, double. Cette disposition est fréquente en Angleterre dans les machines à roues libres : l'essieu moteur est chargé par le longeron intérieur, et les roues portantes par le longeron extérieur. On réunit ainsi les avantages des deux systèmes , c'est-à-dire : 1° la large base élastique des longerons extérieurs et le moindre diamètre des fusées; 2° le moindre écartement des cylindres et l'action plus immédiate de la bielle motrice, qui résultent des longerons intérieurs; de plus , le double longeron est favorable à l'installation simple et solide des cylindres.

Les machines des types Crampton et Buddicom sont , jusqu'à présent , en France , à peu près les seules machines à châssis double. Mais divers motifs , en dehors des avantages indiqués, peuvent conduire à ajouter au longeron intérieur

446 GROUPE VI. — CLASSE <fê. — SECTION DI.

complet , un longeron extérieur partiel. Tel est le cas de la machine Dalembert, exposée par la Compagnie de Lyon; elle offre un exemple instructif : celui d'un type déjà anefen, dont les proportions et la répartition étaient défectueuses , qu'H était difficile d'utiliser, et dont une dépense, relativement falWc , a corrigé tous les défauts.

La surface de chauffe était trop faible; dans la machine garnie, la charge sur rails était de 11 tonnes pour les deux premiers essieux qui sont couplés, et de 4 tonnes six dixièmes seulement pour l'essieu d'arrière, placé derrière le foyer. Le corps cylindrique a été allongé de 0"75 , sans rien changer, ni au mécanisme, ni à la position des essieux. Le foyer est venu ainsi se placer au-dessus de l'essieu d'arrière, dont la charge s'est accrue par suite de sa moindre distance au centre de gravité , non-seulement de tout l'excédant de poids , mais aussi d'un faible contingent de la charge des essieux antérieurs. On a ainsi 40 tonnes neuf dixièmes sur chacun des essieux moteurs et 6 tonnes huit dixièmes sur l'essieu d'arrière. Mais la situation de cet essieu sous la boîte à feu a conduit à le remplacer par un autre à fusées extérieures, et à le charger au moyen du petit longeron additionnel cité plus haut, solidement relié au longeron intérieur.

Nombre des essieux. — Le nombre des essieux n'est pas donné à jtriori; il résulte de deux éléments : i° la puissance de la machine d'où dérive son poids au moins approximativement; 2° la limite fixée pour la charge par paire de roues, dans l'intérêt de la voie et des bandages. Les machines n'ont eu, pendant longtemps, que quatre ou six roues, du moins «•elles à essieux invariablement parallèles, les seules que nous envisagions en ce moment. Nous avons déjà dit que plusieurs grandes compagnies ne jugent pas utile de dépasser ce nombre, tandis que d'autres le portent à huit , à dix et même à douze.

Les machines à quatre roues étaient depuis longtemps à peu près abandonnées , si ce n'est sur les lignes purement

industrielles ; le poids d'une machine de puissance moyenne excédait , en effet , la charge de deux essieux; on craignait d'ailleurs, un peu plus que de raison, la position du foyer en porte-à-faux; enfin, en France, l'accident du 8 mai, causé par une machine à quatre roues , avait jeté sur ce type un discrédit qui a pesé pendant longtemps sur lui. Et comme, à la suite de cette catastrophe, l'administration avait provisoirement interdit, aux environs de Paris, l'emploi de ces machines pour la traction des voyageurs, les constructeurs crurent pendant longtemps que cette interdiction était générale et définitive.

La machine à quatre roues s'est relevée peu à peu des préventions <lont elle était l'objet. Les constructeurs comprennent aujourd'hui que ce type a son roïe marqué dans le réseau général ; qu'il est le plus simple, le plus économique , le mieux approprié à la circulation dans les courbes roides; que, en un mot, il est parfaitement illogique de mettre six roues, lorsque quatre suffisent. On s'est donc attaché à construire des machines à quatre roues, capables de remorquer des charges suffisantes sur de faibles rampes ; quant aux fortes rampes, l'addition en queue d'une machine semblable, résout souvent le problème; solution qu'on peut sans doute critiquer , discuter dans chaque cas donné , mais qu'on ne peut certainement rejeter d'une manière absolue, et qui présente , on l'a déjà dit, des garanties de sécurité qu'il est impossible de méconnaître. Cette réapparition d'un type longtemps délaissé et dont les lignes secondaires tireront certainement un grand parti , est un des traits importants de l'Exposition , d'autant plus que ce type renaît avec tous les perfectionnements récents qu'il comporte , et , ce qui les résume presque tous, avec une puissance considérablement accrue et, par suite, avec un champ d'application plus vaste.

La machine exposée par M. Krauss, de Munich, est la plus remarquable de cette catégorie.

448 GROUPE VI. — CLASSE Gà. — SECTION III.

Voici ses principales dimensions :

PiMon

j Diamètre

( Course...

Diamètre dos 4 roues couplées

Surface de chauffe

( Tube..

( Foyer. .

Poids à vide

Eau dans la chaudière

Mche

16,300 kil.

Poids, garnie

Pression dans la chaudière (atmosphères effectives).

21,800 kil.

Le fait saillant qui ressort de ces chiffres est la légèreté spécifique de la machine qui , vide , pèse seulement 204 kilogrammes par mètre carré de surface de chauffe.

Établir 80 mètres carrés de surface de chauffe sur deux essieux chargés de moins de H tonnes, est un beau résultat, surtout si Ton considère que cette charge comprend un petit approvisionnement de 2 tonnes quatre dixièmes d'eau ; ce qui permet à la machine de fonctionner , pour un service de gare ou pour de courts trajets, comme machine-tender. M. Kraussa obtenu ce résultat en discutant et simplifiant toutes les formes, en faisant à l'acier une large part, et en formant le bâti d'une véritable poutre creuse , à la fois légère et rigide, et dont la capacité, comprise entre les essieux, forme la bâche à eau.

La chaudière est , comme à l'ordinaire , fixée au bâti , à l'avant, d'une manière invariable. Pour obtenir à l'arrière une liaison solide , mais qui se prête aux mouvements dus aux variations de température , tout en évitant de faire glisser la chaudière sur ses supports, le constructeur la fait reposer devant et derrière la boîte à feu , sur deux supports placés de champ , fixés par leurs extrémités au bâti et par leur milieu aux parois de la boîte à feu. Il y a donc solidarité, mais , en même temps, liberté suffisante dans le sens longitudinal, par suite de l'élasticité de ces supports. Le remplacement de la

chaudière peut se faire dans un temps très-court , considération qui a une importance réelle , au point de vue économique. Cette machine a obtenu une récompense d'un ordre élevé; elle se recommande, en effet, par un ensemble de détails ingénieux, qui portent le cachet d'une saine et judicieuse critique.

La locomotive à quatre roues , également couplées, construite par l'usine «le Graffenstadt , pour le chemin Badois, a 91 mètres carrés de surface de chauffe. Elle pèse vide 53,000 kilogrammes, soit 252 kilogrammes par mètre de surface de chauffe, et, garnie, 26,000 kilogrammes, soit 13 tonnes par essieu , chiffre considérable , mais admissible à la rigueur pour des machines à vitesse modérée. L'effort de traction est de 4,176 kilogrammes et l'adhérence de 4,300 kilogrammes. La machine ne porte pas d'approvisionnement et doit, par suite, être toujours accompagnée de son tender.

La société de Couillct construit pour le service des gares, des usines et des charbonnages, des raachines-tender à quatre roues qui ont 62ro906 de surface de chauffe et qui pèsent vides 19,050 kilogrammes , soit 304 kilogrammes par mètre superficiel de chauffe, et garnies, 23 tonnes, soit 11,500 kilogrammes par paire de roues. Le caractère essentiel de ces machines , qui sont à cylindres intérieurs et à châssis extérieurs, est remploi d'un arbre coudé ou faux-essieu, qui reçoit le mouvement des pistons et le transmet aux deux essieux au moven de manivelles extérieures et de bielles.

Cet emploi d'un faux essieu n'est pas nouveau. M. Crampton lavait appliqué, il y a près de vingt ans, à des machines à grande vitesse. Il conciliait ainsi la position des roues motrices à Pan ière de la chaudière, position qui est le trait saillant de son système, avec les cylindres intérieurs; de plus, alors, comme aujourd'hui, le but était de placer le mécanisme dans les conditions des machines fixes , dont l'arbre moteur est , comme les cylindres , lié au bâti d'une manière absolument invariable. Mais cette complication, abandonnée pour les machines à grande vitesse, ne paraît pas plus motivée pour les

'i30 GROUPE VI. — 1-.LASSK 68. — SKGTION III.

autres. La facilité ae l'entretien est sans doute très-essentielle pour des machines qui, comme celle des charbonnages , ne sont pas toujours confiées à des mains très-habiles et trèssoigneuses. Mais si le faux essieu a de bons effets , il a aussi l'inconvénient grave de compliquer une machine qui, plus que tout autre, a besoin d'être simple. La position des organes de distribution à l'intérieur semble aussi peu d'accord avec le principe de la facilité de l'entretien et du graissage. La machine est pourvue d'un frein à patins analogue au frein Laignel, manœuvré au moyen d'une vis ; la charge reportée sur les patins peut atteindre les deux tiers du poids total, l'autre tiers étant supporté par les roues d'avant ; de sorte que la stabilité n'est jamais compromise.

Machines à six roues libres. — La machine à six roues libres, à grandes roues motrices au milieu, est encore la plus usitée pour les trains de grande vitesse. Le type Crampton , à roues motrices à l'arrière, toujours affecté, avec succès, au service des trains rapides, sur trois des grands réseaux français (Paris-Méditerranée, Est et Nord), n'a pu trouver giâce devant les ingénieurs anglais. Ils lui reprochent, non sans quelque raison, de manquer de charge sur les roues motrices, et, par suite, d'être lent au démarrage, défaut qu'on peut atténuer, même après coup, comme on l'a fait sur le Nord français, en ajoutant un lest en fonte à l'arrivée du chAssis. Les ingénieurs anglais ont, au surplus, des types arrêtés qui les satisfont, et dont ils se bornent à améliorer les détails.

Machines à six roues dont quatre couplées. — Avec une seule paire de roues motrices, il est difficile d'obtenir, sans surcharger la voie, une adhérence toujours suffisante, surtout pour démarrer promptement, malgré la masse légèrement fhible des trains de grande vitesse. On peut concilier les exigences de l'adhérence avec celles de la voie en couplant deux essieux : mais, à grande vitesse, les bielles d'accouplement se brisent

quelquefois. C'est pour ce motif que le chemin de fer du Xord a cherché la solution de la machine à grande vitesse, dans l'application de deux paires de roues commandées par des mécanismes indépendants, et, par suite, par quatre cylindres. Mais ces machines n'ont pas tenu ce qu'on espérait : par suite de leur très-long empâtement, d'une rigidité absolue (les roues motrices étant les roues extrêmes), leur allure, à l'entrée en vitesse, dans les courbes même de grand rayon, comme celles du Nord, était peu rassurante. Aussi ont-elles été affectées au service de trains moins rapides que les express, et pour lesquels l'accouplement de quatre roues serait dès lors sans inconvénient.

Tant que la vitesse ne dépasse pas 60 kilomètres environ, les machines à quatre roues couplées font un excellent service, et elles conviennent parfaitement à la traction des voyageurs sur les profils accidentés , leur adhérence leur permettant de développer sur les rampes un effort de traction accru en raison de la réduction de la vitesse. Nous avons déjà cité la machine transformée , exposée par le chemin de Lyon; la Société de Fivcs-Lille expose une machine de construction analogue et qui a, comme la première, les roues d'avant couplées. Le réseau d'Orléans a adopté, pour le service des voyageurs sur les sections à fortes pentes, de la ligne de Paris à Toulouse, des machines à quatre roues couplées, de 2 mètres de diamètre, remarquables par leur excellente allure et par leur faible consommation. Les roues couplées sont à l'arrière, et le foyer eu porle-à-faux. La stabilité est néanmoins parfaite, par suite du rapport suffisant entre la longueur de la base d'appui sur rails et celle de la machine. Dans d'autres machines, dans la locomotive du M. Bôrsig, par exemple, l'essieu d'arrière, également couplé, est placé sous le foyer. Dans d'auires , comme dans celle d'Esslingen , destinée aux chemins indiens, et dans celle de M. Hartmann, de Chemnitz (Saxe) l'essieu couplé a été placé derrière le foyer. Cette disposition était à peu près abandonnée, et c'est à tort,

4&i GROUPE VI. — CLASSE (kl. — SECTION III.

selon nous, que quelques constructeurs y reviennent. Lors même que le tracé permet de faire bon marché de la grandeur de l'empalement, la position des roues couplées à l'arrière, et par suite loin du centre de gravité du poids suspendu, conduit à une mauvaise répartition. On peut, sans doute, an moyen île balanciers, obtenir la même charge sur les deux essieux couplés; mais avec l'essieu d'arrière derrière le foyer, cette charge commune est moindre qu'avec le foyer en porte-, à-faux ; l'adhérence est réduite, et, par contre, la charge sur l'essieu d'avant peut être excessive.

Machines à six roues couplées. — ( )n s'attache dans ces machines, comme dans les autres : 1° à réduire le poids rapporté à l'unité de surface de chauffe ; 2W à obtenir, à très-peu près, l'uniformité de répartition de la charge sur les essieux.

La machine construite par les ateliers de Carlsruhe pèse, vide, 237 kilogrammes par mètre de chauffe. Ce poids est, comme on l'a vu, de 201) kilogrammes seulement dans la machine exposée par le chemin du Midi, quoique le diamètre des roues soit de l'"60 dans celle-ci, tandis qu'il est de im24 seulement dans lu première. Le chemin du Midi établit ce même type sur roues de lu,20, suivant les conditions du tracé. Cette appropriation d'un seul type à des services différents est susceptible de recevoir des applications utiles ; il faut seulement que la valeur du coefficient de l'adhérence soit assez élevée pour que la machine, montée sur six grandes roues, ait un excès d'adhérence; sans quoi elle en manquerait, montée sur les petites roues.

Machines-tetider. — Le poids par unité de chauffe est, nécessairement, un peu plus élevé dans les machines-tender qui portent un frein et des caisses à eau.

La machine-tender à six roues couplées du Creusot pèse 240 kilogrammes par mètre. La capacité des bâches à eau suffit pour un parcours de 30 kilomètres, et celle des caisses à char-

bon pour 150 kilomètres. Ces machines, qui remorquent 700 tonnes sur niveau, ont fait leurs preuves, depuis huit ans, sur les chemins qui desservent le Creusot. C'est un fort bon type de puissante machine industrielle. Ajoutons, comme un détail qui a sa valeur, que le constructeur s'est attaché à amplifier le transport et le montage des différentes parties de la machine, et à faciliter ainsi son emploi sur les lignes isolées du réseau général.

La machine-tender de M. Carels, de Gand, adoptée par l'État belge, pour le service des gares, pèse 338 kilogrammes par mètre de chauffe. Elle est pourvue d'un frein à patins semblable à celui de la machine à quatre roues de Couillel, et sur lequel on peut également reporter les deux tiers du poids de la machine.

Machines à plus de six roues couplées. — i° Huit roues couplées. — L'usage de ce type se répand. Il est représenté à l'Exposition: par la machine construite, pour le chemin du Mord, par la Société de Fives-Lille, et par la machine de Sigl .(de Vienne et de Berlin) destinée aux chemins russes, et par les dessins de la machine du Midi. Le chemin d'Orléaus en possède également, et vingt-cinq locomotives à huit roues couplées et à tender séparé, provenant de la transformation des anciennes machines Engerth (modèle du Creusot), fonctionnent sur le réseau de l'Est et principalement sur la ligue de Forbach, pour le trafic des charbons. On trouve aussi les huit roues couplées sur les sections à fortes rampes du Mord de l'Espagne et sur le Sômmering, où la Compagnie du Sud autrichien, suivant l'exemple de l'Est fi ançais, a également transformé ses Engerth en machines à tender indépendant.

La machine de Sigl, construite pour les chemins russes, c'est-à-dire pour une voie de lln523 de bord en bord , est établie d'après les errements qui sont si en faveur en Allemagne, c'est-à-dire que tout : cylindres, châssis et distribution, est placé à l'extérieur. Ajoutons qu'elle fait beaucoup d'houneur

à l'établissement d'où elle sort , et qui doit désormais être compté au nombre des principaux ateliers de l'Allemagne.

Cette machine, montée sur roues de lm22, à écartement extrême de 3m885, a 176 mètres carrés de surface de cbaufTe; elle pèse vide 43,500 kilogrammes , soit 249 kilogrammes par mètre, et garnie 49,000 kilogrammes. Son effort de traction s'élève à 7,800 kilogrammes, et son adhérence (au sixième) à 8,166. Le tender à six roues pèse vide 12,500, cl plein (10 t. 5 d'eau et 4,000 kilogrammes de combustible) 27,000 kilogrammes. Cette machine doit consommer du bois, ce qui, du reste, n'entraîne pas de changements dans la disposition du foyer. La cheminée est disposée suivant le système Klein, comme dans toutes les locomotives qui brûlent soit du bois, soit de la tourbe.

2° Dix roues. — On a déjà cherché à commander, par deux cylindres seulement, dix roues toutes adhérentes; les machines Engerth, aujourd'hui transformées, du Sômmering étaient dans ce cas avant la suppression des engrenages. Il en est de même de la machine Steterdorf, dont il sera bientôt question. Dans \*Bavariat dont le triomphe fut si court; ce nombre s'élevait à quatorze. Mais il s'agit là d'une classe spéciale de machines, qu'il convient d'examiner à part. La locomotive le Cantal, exposée par le chemin d'Orléans, est, du moins à notre connaissance, le premier exemple en Europe de cinq essieux parallèles, couplés et commandés par deux cylindres. Aux États-Unis, M. Milholland n'a pas craint d'aller jusqu'à douze roues solidaires. Il s'agit d'une machine unique qui dessert la rampe placée près de Philadelphie, sur la ligne de Reading. Le poids de la machine garnie est de 45 tonnes, et le nombre des essieux résultait de la nécessité, commune à tous les chemins américains, de limiter la charge par roue à un chiffre bien inférieur à celui qu'admet la constitution des voies européennes. La machine dont il s'agit est d'ailleurs une exception, une fantaisie tout à fait en dehors des habitudes des ingénieurs américains.

La locomotive à dix roues du chemin de fer d'Orléans est destinée à franchir, entre Murât et Aurillac, des rampes de 0m03, sur 18 kilomètres de longueur sur un versant, et 9 kilomètres sur l'autre, avec nombreuses courbes de 300 mètres. Il y aura deux catégories de trains : les mixtes, marchant à 40 kilomètres, seront remorqués sur toute la distance par les machinesà huit roues couplées mentionnées plus haut; les marchandises, dont la vitesse variera de 25 à 15 kilomètres, seront remorquées par les mêmes machines, en dehors de la section à rampes de 0m03, et par les machines à dix roues sur cette section.

Le Cantal est établi pour remorquer sur ces rampes 450 tonnes brutes, chiffre que la résistance des attelages ne permet pas de dépasser sur de telles rampes.

L'effort de traction, avec une admission de 50 pour 100, est de 7,980 kilogrammes. La distance à franchir étant modérée et les stations pouvant être munies de réservoirs que les conditions locales permettent de remplir très-économiquement, un approvisionnement de 5,400 kilogrammes d'eau a été jugé suffisant. Il a pu, dès lors, être installé sur la machine, débarrassée ainsi d'un poids mort non utilisé par l'adhérence.

La machine a 210 mètres de surface de chauffe, et pèse vide 47,500 kilogrammes, soit 220 kilogrammes par mètre. Avec l'approvisionnement complet, son poids s'élève à 60,600 kilogrammes, ce qui a conduit à lui donner cinq essieux, pour ne pas dépasser la charge de 12 tonnes par paire de roues. Deux cylindres suffisant, sans leur donner des dimensions excessives (0m50 de diamètre et 0wb'0 de course), on a préféré s'en tenir là, la vapeur étant mieux utilisée avec deux cylindres qu'avec quatre.

On ne s'est pas dissimulé, d'ailleurs, les objections que peut soulever la solidarité de dix roues, assujetties à prendre toutes la même vitesse angulaire, malgré les inégalités inévitables des diamètres, et l'influence que ces inégalités peuvent exercer sur la résistance propre de la machine, comme sur le prix de son entretien. On espère que l'aggravation incontestable de cette

influence, quand le nombre des roues est porté de huit à dix, sera compensée par la nature des bandages et que, grâce à l'emploi de l'acier fondu, l'accouplement de dix roues n'aura pas d'inconvénients plus graves que celui de huit roues avec des bandages ordinaires. L'expérience sera certainement intéressante. 11 est permis de croire néanmoins que l'emploi de deux machines-tender à six roues couplées, placées l'une en tète, l'autre en queue, répondrait mieux, sous tous les rapports, aux conditions du problème. Sur la section en rampe moyenne de 0m029 de Ponte Decimo à Busalla (ligne de Gênes à Turin), l'expérience a couduit à regarder l'application d'une machine en queue comme une condition tellement essentielle, que, quand le poids du train permet de le remorquer par une seule machine, celle-ci est placée en queue et refoule.

3° Machines à douze roues couplées. — La machine exposée par M. Gouin, et appartenant au chemin du Nord, est, sauf la disposition déjà indiquée de la chaudière, la reproduction du type à douze roues couplées qui fonctionne depuis quelques années sur le chemin du Nord. Elle pèse vide 46,406 kilogrammes, soit 292 kilogrammes par mètre de chauffe, et garnie 57,600 kilogrammes. Diamètre des roues, lu,065. Effort de traction, 9,500 kilogrammes.

La division des six essieux en deux groupes indépendants, commandés chacun par deux cylindres, a l'avantage défaire rentrer la machine dans les conditions des locomotives à six roues couplées, en ce qui touche les glissements aux jantes; c'est une sorte de solution intermédiaire entre l'unité absolue et la division du moteur en deux.

Nous noterons seulement un détail de construction : chaque piston n'a qu'une seule glissière, celle du haut, qui sert poulies deux sens de la marche, le coulisseau l'enveloppant, bien entendu. Cette disposition, outre sa simplicité, a l'avantage de faciliter le démontage des bielles.

Suspension. — Balanciers. — La suspension est générale-

LOCOMOTIVES. 'iVTi

ment étudiée avec soin. L'emploi des balanciers, usités depuis longtemps en Allemagne et en Belgique, se répand en France, OÙ il était trop négligé. S'il n'est pas nécessaire de les appliquer comme on le fait en Prusse, môme aux machines à roues libres, pour rendre invariable le rapport des charges des roues antérieures et des roues du milieu, on ne peut guère contester sérieusement leur utilité pour les roues couplées, sur lesquelles il importe d'obtenir l'égalité des charges, lorsque la position du centre de gravité le permet.

Dans les machines à six roues, il est toujours possible de charger également deux essieux voisins. L'égalité des charges sur les trois essieux est assujettie à une équation de condition, mais il est facile d'y satisfaire à très-peu près. En conjuguant alors les ressorts par des balanciers, on rend nécessaire et invariable l'égalité, qui n'est que possible avec les ressorts indépendants, et dont le mécanicien peut s'écarter beaucoup en réglant les ressorts par tâtonnements et sans le secours des bascules.

On a objecté à l'emploi des balanciers que le centre de gravité du poids suspendu n'a pas une position invariable, qu'il se déplace à mesure que l'eau se dépense, que l'équation de condition, satisfaite d'abord, ne l'est plus ensuite, et que, dès lors, les ressorts se déversent en mettant en jeu le frottement de leurs tiges contre leurs guides.

L'objection est fondée, mais seulement en théorie. En pratique, elle est sans portée, si ce n'est pour certaines machines portant leur approvisionnement très-inégalement distribué. Il est certain qu'il, faut, dans les machines-tender, ou renoncer à conjuguer les ressorts des trois essieux, ou disposer les bâches à eau de telle sorte que la position du centre de gravité ne varie pas trop à mesure que l'eau se dépense.

Dans la machine à quatre roues couplées de M. Borsig, tandis que les ressorts des roues couplées sont conjugués, de chaque côté, par un balancier longitudinal, ceux de l'essieu antérieuf le sont par un balancier transversal qui maintient

l'égalité des charges des deux roues, malgré les inégalités de la voie.

Plusieurs machines anglaises à grande vitesse présentent à l'avant une disposition analogue, mais dont le but est différent: c'est l'addition sur l'essieu antérieur d'un ressort transversal, combiné avec les deux ressorts longitudinaux extérieurs. Cet essieu étant chargé ainsi de part et d'autre de chacune des roues, le danger de rupture disparaît presque complètement.

On imite ainsi ce qui se fait depuis longtemps, pour ménager l'essieu coudé, dans les machines à châssis extérieur. — L'essieu est chargé à la fois et par celui-ci et par un longeron intérieur. La machine exposée par l'établissement de Scraing présente cet arrangement , fort usité dans les machines à cylindres intérieurs.

Avec le balancier transversal de Bôrsig , comme avec le ressort en travers appliqué à la machine à grande vitesse du Creusot, on déroge au principe général en faisant porter directement la chaudière elle-même, et non le bâti, sur le balancier ou sur le ressort. — On a cherché, dans le second type, à adoucir la suspension en intercalant des lames de caoutchouc, soit entre la chaudière et le ressort transversal, soit entre les autres ressorts et les tiges qui les chargent. Le môme détail se retrouve sur la machine des États-Unis, mais on commence à y renoncer en Angleterre.

Boites à sable. — Encore un point amélioré et simplifié. Le sable est un auxiliaire très-utile sur les forte* rampes et dans les souterrains. Les distributeurs hélicoïdaux qu'on employait il y a quelques années, et qui exigeaient, ou l'action continuelle de la main du mécanicien, ou un agencement mécanique, sont inutiles pourvu que le sable soit de grosseur convenable et maintenu bien sec, ce qui est facile en installant la boite sur la chaudière. Les bottes à sable sont très-utiles non-seulement pour empêcher le patinage sur les rampes, dans les souterrains,

au démarrage, niais aussi pour augmenter la puissance des freins, y compris la contre-vapeur.

Roues. — L'application de l'acier fondu aux essieux et surtout aux bandages de locomotives a une importance sur laquelle il est inutile d'insister. Ajoutons qu'avec des roues cerclées en acier fondu, roulant sur des rails de môme nature, l'adhérence n'est pas sensiblement inférieure à celle des roues en fer sur des rails en fer. Cela résulte d'observations comparées, faites sur plusieurs fortes rampes, entre autres celles du Hauenstein et du chemin de Robrschach à Saint-Gall (Suisse).

Quelques usines, celle de Bochum entre autres, font des roues de machines à disque plein, simplement coulées avec leurs bandages. On a justement admiré, dans l'exposition de cet établissement, la belle paire de roues montées, de 2m50de diamètre. Ces pièces , presque complètement exemptes de soufflures, sont certainement très-remarquables comme produits de moulage de l'acier; mais il ne semble pas qu'elles présentent d'avantages sur les roues en fer avec bandage rapporté.

Les roues en fer fabriquées par MM. Arbel , Deflassieux et Peillon, à Rive-de-Gier constituent, au contraire, un progrès d'une véritable importance pratique, et de plus en plus apprécié. Un paquet, formé de la jante, des rais, de deux gâteaux qui les saisissent et qui forment le moyeu, et, s'il y a lieu, d'une masse additionnelle pour le contre-poids, est chauffé, puis à la fois soudé et moulé dans toutes ses parties sur une matrice inférieure au moyen d'un marteau-pilon de 24 tonnes auquel est fixée une matrice supérieure. Ce simple énoncé sommaire laisse entrevoir les difficultés nombreuses que présentait l'exécution, et qui ont été très-heureusement surmontées à la suite de nombreux tâtonnements dans la construction et la conduite du four à réchauffer et dans l'installation des étampes. Le procédé, parfaitement étudié, donne des produits dont la qualité ne se dément jamais.

Les roues de locomotives se font en trois chaudes.

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Notons aussi l'emploi, pour les bandages, d'im produit nouveau : l'acier fondu obtenu au four à réverbère de Siemens par les réactions, à une trés-haute température, d'un mélange de fer, de fonte et parfois de minerai ; l'expérience n'a pas encore prononcé sur la valeur de ce procédé, dû à M. Pierre Martin. La machine à six roues couplées exposée par la Compagnie du Midi, et cinq autres du môme lot , ont reçu des bandages obtenus par cette méthode, très-remarquable à plusieurs titres. La marche de l'opération, bien plus lente que dans le procédé Bessemer, se prête plus facilement par cela même à la production d'une série méthodique. Mais, comme le convertisseur, le four de M. Martin ne donne de bons produits qu'à qne condition : c'est que les matières employées soient trèspures. La fonte traitée à Firminy, chez M. Verdié, provient du minerai de Bone (Algérie).

Beaucoup d'ingénieurs anglais se préoccupent des moyens d'éviter les ruptures de bandages, ruptures qui se produisent généralement, comme cela doit être, dans une section affaiblie par un des rivets ou des boulons qui fixent le bandage à la jante. On réus'sit, mais par des expédients un peu compliqués, à supprimer les rivets et les boulons. La machine construite par le Creusot pour le Great Eastern offre un exemple d'un de ces ajustements. Jusqu'à présent, ce n'est guère que sur les chemins anglais que la question a paru avoir une importance réelle. H est vrai que le danger de rupture des bandages et la gravité des conséquences de ces accidents sont en raison de la vitesse.

Locomotives pour chemins à voie étroite. — Quoiqu'on doive y regarder à deux fois avant d'engager l'avenir, en isolant une ligne du réseau général et imposant à son trafic l'onéreuse condition des transbordements, il y a beaucoup de cas où la nécessité d'une diminution de la largeur de voie est hors de doute. Il faut seulement n'adopter la voie réduite que quand il y a réellement lieu de le faire, et ne pas craindre alors de

la réduire beaucoup , les inconvénients, s'il y en a, étant les mômes, tandis que l'économie d'établissement, surtout en terrain accidenté, croît rapidement avec la réduction de la largeur.

Les lignes de Norwégc offrent un exemple remarquable de la réalisation de cet ordre d'idées. Une première ligne de 68 kilomètres avait été établie en 1854, avec la largeur ordinaire ; maison reconnut bientôt que le trafic ne pourrait rémunérer le capital d'un réseau, même à mailles très- larges, établi dans les conditions des grandes lignes européennes, et une voie de lm067 fut en conséquence adoptée.

M. Pihl, ingénieur eu chef, qui a étudié et arrêté tous les détails des nouvelles lignes, a adapté à cette voie de lu'067 à rails légers ( 19k68 par mètre ), un matériel roulant économique , relativement très -léger, et qui circule avec une très-bonne allure, même à une vitesse de plus de 60 kilomètres à l'heure. Nous n'avons à nous occuper que des machines, que nous examinerons tout à l'heure, avec celles du type auquel elles appartiennent.

Sur les chemins à voie étroite et surtout sur les lignes purement industrielles, la vitesse est faible, les rampes souvent assez fortes et les courbes raides, la machine doit donc avoir toute son adhérence, porter même son approvisionnement, et être à faible empâtement. Le Creusot construit pour cette destination spéciale des machines qui ne sont, sauf la suppression d'un essieu, que la réduction de sa machine-tender à six roues couplées. Il établit ce même type pour des largeurs variant de 0,n74 à il,,08; le premier passe facilement dans les courbes de 15 mètres et exerce un effort de traction de 1,050 kilomètres. Tout est disposé en vue d'un entretien facile, point capital pour les machines qui fonctionnent dans ces conditions.

Moyens de faciliter le passage des machines dans les courbes. — La nécessité d'aborder résolument la construction des

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chemins de fer dans les montagnes, d'admettre de trèsfortes pentes et des courbes raides, de desservir ces lignes accidentées au moyen de machines ayant à la fois une grande puissance, et par suite un grand empâtement, et une grande adhérence à cause de la lenteur de leur marche, impose aux ingénieurs des conditions difficiles à concilier.

La solution pratique du problème a fait cependant des progrès réels. Quelques ingénieurs persistent à chercher la solution de l'inscription en courbe dans l'articulation, c'est-à-dire dans la division des essieux en deux groupes formés chacun d'essieux parallèles, mais pouvant produire des angles variables.

Partant de ce principe, on peut : 1° renoncer à l'adhérence de l'un des groupes d'essieux, qui ne doit porter alors qu'une faible partie de la charge; tel est le cas du matériel américain et de ceux qui en dérivent; 2° ou chercher, comme l'a fait M. Engerth, à concilier l'accouplement des deux groupes avec leur déplacement relatif, tout en n'employant que deux cylindres; 3° faire reposer une chaudière unique sur deux trains ayant chacun deux cylindres, pouvant prendre des déplacements relatifs, et recevant par suite la vapeur, au moyen de tuyaux articulés ou flexibles.

Les autres ingénieurs, et c'est le plus grand nombre aujourd'hui, repoussent ces trois solutions : la première, parce qu'elle est souvent insuffisante au point de vue de l'adhérence cl sujette à caution au point de vue delà stabilité; la seconde et la troisième, parce qu'elles sont très-compliquées, et jusqu'à présent, à vrai dire, plutôt théoriques que pratiques.

Ils admettent donc le parallélisme absolu, avec lequel l'accouplement va de soi. Ils considèrent que la seule condition vraiment nécessaire de l'inscription en courbe est de racheter la flèche de l'arc occupée par les roues extrêmes, et que, si le défaut de convergence a un inconvénient, celui de la tendance au cisaillement des rails par les boudins, cet inconvénient est après tout tolérable dans des limites fort larges.

Machines américaines et types dérivés. — Aucune des locomotives exposées n'a excité autant de curiosité que YAmerica% de M. Orant. Si ce succès s'explique par des formes inusitées en Europe, par une coquetterie qui contraste avec la simplicité modeste de nos locomotives, par l'installation du mécanicien, confortablement placé dans une élégante cabine, il est justifié aussi, aux yeux des hommes spéciaux, par des qualités trèsréelles. Cette machine est en effet, comme type, jugée par une longue pratique bien appropriée aux conditions spéciales des lignes américaines, et, comme exécution, remarquable par le choix et la mise en œuvre des matériaux.

L'apparition en Europe des locomotives américaines ne date pas d'aujourd'hui. Leurs constructeurs y trouvaient même jadis un débouché qui leur a été fermé depuis. Ainsi, plusieurs de ces machines ont fonctionné en Belgique , en Autriche cl même en Angleterre. Les voies américaines sont médiocrement établies et médiocrement entretenues : ce qui s'explique par la nécessité de construire et d'exploiter économiquement ; les machines doivent être construites en conséquence. Les charges par essieux doivent être faibles, et le véhicule doit se prêter aux inégalités de la voie, en affectant le moins possible la régularité de l'allure de toute la masse. Dans ce but, la chaudière, quoique portée par huit roues, dont quatre couplées, s'appuie sur trois points seulement : à l avant, sur le milieu de l'entretoise, qui reçoit la cheville ouvrière de l'avant-train ; à l'arrière, sur les ressorts, conjugués de chaque côté par un balancier, qui chargent les quatre roues motrices. Le bâti est réduit à une sorte d'armature peu rigide, résistant surtout dans le sens longitudinal, et la chaudière partage avec lui ses fonctions de support général.

Les roues de cette machine sont remarquables. Les quatre roues motrices sont en fonte, coulées d'une seule pièce, à rais creux, et cerclées de bandages en acier fondu. Les quatre roues portantes sont coulées avec leurs bandages, ainsi qu'on le fait depuis longtemps en Autriche, mais seulement pour les

roues des wagons à marchandises. Celte hardiesse est d'ailleurs justifiée par la qualité supérieure des fontes des États-Unis; mais cela ne suffit pas, et il faut évidemment aussi faire la part de l'habileté très-réelle des ouvriers.

Ou remarque avec surprise l'énorme fanal placé à la base de la cheminée. Un puissant éclairage est nécessaire, d'un côté, parce que la voie n'est ni close ni gardée ; de l'autre, parce qu'en hiver, sur les lignes du Nord, la machine est souvent enveloppée d'uu nuage de neige, que la lumière doit percer.

Les locomobiles à avant-train mobile ne sont pas, du reste, employées en Amérique à l'exclusion de tout autre modèle. Des machines à essieux parallèles fonctionnent aussi sur plusieurs lignes. De même, le type américain est appliqué sur un certain nombre de lignes en Europe. 11 est, par exemple, trèsrépandu sur les chemins du pays de Galles, et y fait un trèsbon service. Il a été adopté récemment sur le Metropolitan et sur le North London, qui relie, près de Londres, le London and North Western, et le Greal Eastern.

Machines à avant-train de Bissel. — Ce type, représenté par la machine exposée par la Société de Saint-Léonard, à Liège, participe à la fois du système américain et du système Engerth. Il a, comme le premier, un train articulé placé à l'avant ; il en diffère et se rapproche du second par le mode d'installation de la cheville ouvrière.

Dans la machine américaine, cette cheville relie directement l'avant- train au bâti. Il en résulte que, quand la machine s'inscrit dans une courbe, si les essieux fixes ont leur milieu sur la courbe moyenne, la cheville ouvrière se place sur le prolongement de la corde , et non sur la même courbe ; et il en est de même des milieux des essieux de l'avant-train.

Dans le système Engerth , la cheville est fixée également au bâti; mais au lieu d'occuper à peu près le centre du train mobile, placé à l'arrière, elle est en dehors, au point de con-

cours des cordes des deux arcs compris entre les essieux extrêmes de chaque groupe, de sorte que les milieux des essieux du train mobile se placent, comme ceux des essieux fixes, sur la courbe moyenne.

Dans le système Bissel, la môme condition est remplie en plaçant la cheville ouvrière à l'extrémité d'une bielle qui oscille autour d'un point fixe du châssis, déterminé comme ci-dessus; et, pour que les oscillations de cette bielle, qui reçoit et transmet la charge à l'avant-train, n'affectent pas la régularité de la marche en alignement droit, sa liberté est restreinte au moyen de plans inclinés intercalés entre elle et la chaudière, et qui lui donnent une position d'équilibre stable.

Dans la machine exposée par la Société de Saint-Léonard, et qui pèse garnie 48,000 kilogrammes, le poids se répartit ainsi : 37,000 kilogrammes sur les trois essieux adhérents, et 1 1,000 sur l'avant-train. Il y a ainsi pour l'adhérence une perte de près de 25 pour 100. C'est donc, en réalité, une machine américaine, perfectionnée sans doute à certains égards, mais entachée d'un défaut grave, quand il s'agit d'un service à vitesse très-réduite, et, par suite, à grand effort de traction.

La machine des chemins norwégiens, construite par Beyer et Peacok, est construite d'après un principe analogue. C'est en réalité une machine Engerth, mais ayant le train mobile à l'avant, et à un seul essieu. La position excentrique de la cheville ne permet pas, en effet, les déraillements du système mobile, qui est guidé par cette cheville et par les boudins. Cette machine pèse garnie 16 tonnes 25, dont 12 tonnes 2sur les quatre roues couplées, et 2 tonnes 05 sur l' avant-train.

Système Engerth et Fink. — Il est représenté par la machine Steierdorf, qui figurait déjà à l'Exposition de Londres.

La transmission du mouvement de rotation du premier groupe d'essieux fixés au bâti, au second, mobile autour de la cheville ouvrière, est opérée non plus au moyen d'engrenages, condamnés par la pratique, mais par l'intermédiaire d'un t. ix. 30

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faux essieu accouplé avec chacun des deux essieux extrêmes des deux groupes. Ce faux essieu est supporté par deux poteaux qui, verticaux dans les alignements droits, s'inclinent en sens contraires dans les courbes, et rachètent ainsi l'accroissement de longueur de l'arc extérieur et la diminution de l'arc intérieur. Des entretoises articulées, reliant les paliers du faux essieu aux boites du dernier esssieu fixe, se prêtent à ces mouvements des poteaux par la diminution de leur inclinaison à l'horizon d'un côté de la machine, et l'augmentation de cette inclinaison de l'autre côté.

Cette solution très-ingénieuse, due à M. Fink, est théoriquement presque irréprochable. Est-elle réellement pratique? A Londres, en 1862, le doute, pour ne pas dire plus, était l'impression générale.

Aujourd'hui la machine se représente avec une garantie qui lui manquait alors, celle d'un service régulier sur la ligne de Sleierdorf. Elle n'a subi qu'une modification ; l'essieu d'arrière étant, dans l'origine, trop chargé, eu égard à la faiblesse de la voie, il a fallu, pour rentrer dans la limite nécessaire de 9 tonnes 5, soulager le tender de tout l'approvisionnement d'eau, qui a été reporté dans des bâches installées sous le fourgon à bagages, et contenant 5,400 kilogrammes d'eau. Le fourgon devient donc partie intégrante de la machine; le tender ne porte plus que le combustible, mais il n'en a pas moins sa raison d'être, puisqu'il concourt à supporter la chaudière.

La Steievdorf n'est donc pas rigoureusement une machine à adhérence totale, puisqu'elle comprend un véhicule spécial non adhérent. Mais il ne faut pas oublier que cela tient à une circonstance particulière, et que, avec une voie plus solidement constituée, les roues adhérentes porteraient toute la charge. L'extrême raideur des courbes (114 mètres), imposait, d'ailleurs, une limite très-basse à l'écartcment des essieux parallèles; et, d'un autre coté, le fourgon, relié à la machine par une cheville ouvrière, combat la tendance de l'arrière-train à se placer obliquement à la voie. La machine est pourvue d'un frein

à vapeur qui agit sur le groupe antérieur, et, par suite, sur toutes les roues, elle a eu outre la valve (te Zeh.

Le Steierdorf est le résultat de recherches poursuivies avec une persévérance et une sagacité très-dignes d'éloges ; c'est une dernière et remarquable tentative faite pour remplir le programme, demeuré incomplet, que M. Engerth s'était posé: celui de l'utilisation complète de l'adhérence dans une machine à deux groupes d'essieux convergents. On a rendu la machine possible en renforçant les principales pièces de la transmission, et notamment le faux essieu, qui a maintenant, quoique en acier, des dimensions énormes. Mais la machine est-elle pratique ? trouvera-t-elle des imitateurs ? Nous ne pouvons le croire.

Système Sturrock. — L'usine de Graffenstadt a construit, sur les projets de M. Vuillemin, ingénieur en chef du matériel au chemin de fer de l'Est, une locomotive destinée à faire le service de la traversée des Vosges, entre Sarreguemines et Niederhronn. Une inachine-tender à cinq ou six essieux éiant rejetée, et la machine ne pouvant dès lors porter son approvisionnement, un tender séparé était indispensable ; mais l'adhérence totale étani nécessaire sur les fortes rampes franchies à une vitesse réduite, le tender devait être rendu moteur. Il a, en conséquence, reçu deux cylindres intérieurs, commandant ses six roues couplées, et recevant la vapeur de la chaudière au moyen d'un tuyau llexible. C'est la solution introduite, il y a quelques années, par M. Sturrock sur le Great Northern, dont il dirigeait le matériel et la traction.

M. Sturrock l'avait empruntée lui-môme à M. Vcrpilleux, qui l'avait imaginée et appliquée, il y a longtemps, à ses machines, pour ln remonte «les wagons vides sur la rampe de 0,014, ue Givors à Kive-dc-Gier.

Rappelons d'abord les motifs différents qui avaient conduit ces deux ingénieurs à adopter une même disposition.

Pour M. Verpilleux, il s'agissait de corriger un défaut de

proportion de ses machines, dont les cylindres étaient trop petits pour la chaudière. En appliquant des cylindres aux tenders, il a rétabli le rapport convenable entre la surface de chauffe d'une part, le volume des cylindres et l'adhérence de l'autre. C'était un expédient, et non un système; aussi, lorsque, pins tard, de nouvelles machines furent construites pour le service de cette section, on revint simplement aux machines ordinaires à six roues couplées, mais bien proportionnées.

Pour M. Sturrock, la question était autre. On a souvent critiqué, en France, la vitesse modérée des trains de marchandises, en lui opposant la marche plus rapide, en effet, de ces trains sur les grandes lignes d'Angleterre; mais cette aecélélération n'est pas toujours volontaire; elle est souvent imposée par la nécessité de déblayer les voies.

Pour ne pas dérégler le service, il est souvent utile de forcer encore accidentellement cette vitesse déjà considérable des trains de marchandises, pour leur permettre d'atteindre rapidement la station voisine, où ils se garent pour livrer passage • à un express qui les suit de près. M. Sturrock s'est donc proposé de mettre la machine à même de donner au besoin un coup (le collier en dépensant, pendant un court trajet, plus de vapeur qu'elle n'en produit.

Telle était l'idée première, qui a pu ensuite se transformer plus ou moins. Quoi qu'il en soit, M. Sturrock ayant quitté le Great Northern, le tender moteur a été, h ce qu'il paraît,

abandonné aussitôt.

Sur l'Est, le point de vue est différent ; il ne s'agit pas de donner de temps en temps des coups de collier pour franchir, à charge, les rampes de 0, 015 comprises entre Sarreguemincs et le faîte. Cela serait possible, si ces rampes étaient très-courtes; mais, comme une d'elles a 10 kilomètres de longueur, il faudra bien, quel que soit le système de la machine, qu'elle répare à chaque instant ses pertes et que la production de vapeur fasse équilibre à la dépense. Il faut bien que la puissance de cette machine et son adhérence soient déterminées d'après le poids

(lu train qu'on veut remorquer sur ces longues rampes de 0, 015, el d'après la vitesse qu'on veut lui imprimer.

On lit dans une note présentée au Jury, à l'appui du système dont il s'agit : « Avec les nouveaux types de locomotives connus : « machines-jumelles, machines à quatre et même à six essieux « accouplés, etc., l'on parvient à remorquer des trains d'un « tonnage relativement considérable, mais, dans la plupart des « cas, la puissance de la machine n'est utilisée que sur une « faible partie du parcours. » Nous cherchons en vain comment une différence qui se réduit en définitive à des détails de construction, sans affecter en rien le principe, pourrait placer, sous le rapport dont il s'agit, la machine à tender-moteur dans des conditions différentes des autres types.

« Il s'agit, «ajoute la note, » dans un moment donné et pen- « dant un temps assez long, de fournir de la vapeur en « réalité à deux locomotives, au moyen d'une seule chau- « dière. » Cette chaudière, capable de fournir de la vapeur à deux locomotives « pendant un temps assez long, » doit nécessairement ôtre capable de la leur fournir pendant un temps indéfini ; et quand le profil ou la vitesse n'exigent pas celte dépense, la puissance de la chaudière n'est pas plus utilisée dans cette machine que dans toute autre.

En somme, il parait difficile de voir dans la machine de l'Est une disposition mieux appropriée que dans les autres à la traction sur les profils accidentés et à longues rampes.

Ce qu'il y a en réalité de spécial dans cette machine, c'est Yadhérence totale, conciliée avec la division des essieux en deux groupes pouvant converger ; c'est, en un mot, une solution du problème que s'était posé M. Engerth; c'est le tuyau de vapeur, et les cylindres du tender , remplaçant les anciens engrenages des locomotives du Semmering, ou l'appareil de connexion de la Steierdorf.

Les systèmes à deux trains, articulés indépendants, portant chacun deux cylindres, sont représentés par un petit modèle de la machine de M. Fairlie, adoptée pour la petite ligne récemment

ouverte entre Neath et Brccon (pays de Galles). Cet appareil, fort peu conforme aux idées qui prévalent si généralement en Angleterre, n'est en réalité qu'une réminiscence très-fidèle du type ingénieux, mais peu pratique, présenté par l'usine de Seraing au concours de Semmering, et relégué depuis longtemps, avec la Bavaria, parmi les curiosités de l'histoire des locomotives.

Machines à essieux parallèles. — Les ingénieurs qui admettent le parallélisme se bornent à donner aux essieux, suivant • leur longueur, un jeu dont l'amplitude dépend de la posilion de chacun d'eux. Mais, pour que cette liberté des essieux ne nuise pas à l'allure de la machine en alignement droit, un appareil complémentaire doit tendre à maintenir les essieux • dans la position moyenne, lorsque la machine chemine en ligne droite, et à l'y ramener, lorsqu'elle sort d'une courbe. Les rails ont, par suite, un effort additionnel à exercer sur les boudins pour produire le déplacement nécessaire à l'entrée en courbe, et pour le maintenir pendant que la machine parcourt cette courbe.

Il suffit de rappeler que les expédients les plus connus sont: 1° les osselets de M. Polonceau ; 2° les plans inclinés ; 3° les ressorts de M. Caillet ; 4° les balanciers de M. Beugniot. Avec les osselets et les plans inclinés, le rail doit, pour déplacer l'essieu, exercer une pression qui dépend de la forme de l'osselet ou de l'inclinaison du plan. La répartition du poids suspendu entre les essieux est d'ailleurs un peu modifiée par le jeu de l'appareil.

Dans le système Caillet, la pression du rail doit comprimer un ressort horizontal; la répartition de la charge n'est plus affectée. Ce qui varie et croît avec l'amplitude du déplacement, c'est-à-dire en sens contraire du rayon de la courbe, c'est l'effort à la fin du déplacement.

Dans le système de M. Beugniot, conçu spécialement en vue des machines à huit roues, la restriction apportée à la liberté de

chaque essieu résulte de sa liaison, au moyen d'un balancier horizontal, oscillant autour d'un point fixe, avec un essieu qu doit, pour l'inscription en courbe, se déplacer en sens inverse de son conjugué.

Les deux mouvements contraires, s'ajoutent pour racheter la flèche. En alignement droit, les deux essieux se contiennent pour ainsi dire l'un par l'autre.

Ces divers expédients, dont chacun a ses avantages propres, sont tous d'origine française. Ils rendent de très-grands services, et suffisent dans un grand nombre de cas. L'utilité des plans inclinés, justement préférés aux osselets, qui concentrent les charges sur de trop petites portées, a été si bien constatée sur le réseau d'Orléans, qu'on les applique aujourd'hui à toutes les machines de ce réseau. Dans la machine à dix roues, le Cantal, tous les essieux en ont reçu, sauf celui du milieu qui n'a pas à se déplacer pour l'inscription en courbe, et qui, étant moteur, doit être fixé invariablement au bâti.

Jusqu'à présent les plans inclinés étaient placés entre la boîte à graisse et la tige du ressort. Aujourd'hui M. Forquenot simplifie la disposition ; c'est la surface de contact de la boîte à graisse et du coussinet, qui est profilée en dos d'âne. La boîte à graisse est alors fixe, et le coussinet est seul entraîné dans le déplacement de l'essieu.

Locomotive de M. Fell. — La locomotive, ce moteur si souple, si docile, cesse cependant de faire un bon service : 1° quand la vitesse s'abaisse au-dessous d'une certaine limite ; 2° quand l'inclinaison des rampes dépasse un certain point.

Premier cas.— L'effort de traction proportionnel à la surface des pistons, à leur course, et inversement proportionnel au diamètre des roues motrices, varie évidemment aussi, à égalité de vaporisation ou de production de travail, en raison inverse de la vitesse de translation. Cet effort est transmis par l'intermédiaire de l'adhérence, et il est clair que, la vitesse diminuant, l'adhérence finit par devenir inférieure à l'effort de traction qui croît

corrélativement. La machine est alors hors d'état d'utiliser toute sa puissance mécanique.

En palier ou sur de faibles rampes, il n'y aurait pas, dans certaines limites, beaucoup d'inconvénients à augmenter le poids de la machine, pour rétablir l'équilibre, mais il en serait tout autrement sur les fortes inclinaisons.

Heureusement, la limite de vitesse au-dessous de laquelle l'adhérence fait défaut est très-peu élevée , même avec des machines aussi légères que possible, eu égard à leur force, (et pourvu, bien entendu, que toutes leurs roues soient couplées). Sur la ligne de Pontarlier, par exemple (réseau de Lyon), la vitesse des trains de marchandises a été réglée à 15 kilomètres, et le patinage ne crée pas de difficultés. Cette vitesse réduite permet de profiter, pour augmenter la charge remorquée, de l'accroissement qui en résulte pour l'effet de traction ; il est évident que, si on se contentait d'une vitesse moitié moindre, par exemple, inadmissible sur les grandes lignes, mais suffisante sur certains chemins industriels, l'adhérence ferait complètement défaut, et cela, aussi bien sur palier que sur de fortes rampes. C'est uniquement une question de vitesse.

Deuxième cas. — S'il y a une assertion souvent reproduite, c'est assurément celle-ci :« Le défaut d'adhérence est le seul obstacle « à l'emploi de la locomotive sur les rampes très-inclinées ; « de sorte que la difficulté disparaîtrait en remplaçant l'adhé- « rence due au poids seul par une autre force indépendante « de ce poids. » Sans doute il y a une limite d'inclinaison à partir de laquelle les rampes deviennent inaccessibles à la locomotive agissant par simple adhérence, quels que soient son poids et sa puissance : c'est l'angle du frottement. Mais fûton affranchi de la condition de l'adhérence sur une telle rampe, on n'y gagnerait rien, attendu que la locomotive, même la plus légère, ne remorquerait qu'un poids presque nul, sa propre remorque absorbant toute sa puissance.

On a prétendu, il est vrai, que n'ayant plus à se préoccuper de la condition de l'adhérence, on pourrait faire les machines spécifiquement plus légères. Mais c'est le contraire qui est exact, parce que, d'une part, la locomotive agissant par f adhérence est aussi légère que possible, et que, d'un autre côté, on ne peut, jusqu'à présent du moins, remplacer ou compléter l'adhérence qu'en appliquant à celte môme machine, identique d'ailleurs, des organes nouveaux, c'est-à-dire en augmentant son poids.

Il importe de bien définir les conditions dans lesquelles ou peut être conduit à recourir à un tel artifice.

En réalité, une machine supposée développer toujours toute sa puissance et marcher à la même vitesse ne manque pas plus d'adhérence en rampe qu'en palier, car elle n'en perd que la fraction insignifiante, môme sur les plus fortes inclinaisons pratiques, due à l'excès de son poids sur la composante de ce poids normal au profil. L'inconvénient des rampes, au point de vue de l'adhérence, ne surgit donc que quand on réduit la vitesse au-dessous de cette limite, citée tout à l'heure, de 15 kilomètres environ, plus ou moins, selon le climat.

Jusque-là leur seul inconvénient, capital d'ailleurs, est la grandeur croissante du poids de la locomotive relativement au poids qu'elle traîne. Avec une vitesse très-réduite, l'effort de traction croît corrélativement ; le poids remorqué pourrait être augmenté aussi, si l'adhérence, qui est toujours la même, ne faisait alors défaut.

On conçoit donc comment on peut être conduit, pour franchir les fortes rampes avec une vitesse réduite, à suppléer à l'insuffisance de l'adhérence ordinaire. M. Fell y arrive par un artifice dont il revendique, non l'idée première, mais seulement la réalisation. Il est juste de rappeler que cette idée, en admettant qu'elle ait été conçue d'abord en Angleterre, l'a été également en France par M. le baron Séguier. Son but était moins, il est vrai, de suppléer à l'insuffisance de l'adhérence, dans un cas spécial, que de prévenir, en général, les déraillements (assez fréquents

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autrefois, mais très-rares aujourd'hui) eu rattachant la tête du train, c'est-à-dire le moteur, à la voie.

If. Fell a arrêté, après plusieurs essais, le type de machines qui est aujourd'hui, avec quelques modifications, en construction dans les ateliers de M. Gouin. On s'en fera une idée sommaire, niais exacte, en concevant une locomotive à huit roues couplées, dont quatre verticales et porteuses, et quatre horizontales, commandées par les mêmes pistons au moyen de bielles motrices distinctes, et pinçant entre elles un rail central. On a donc, d'une part, l'adhérence ordinaire, due au poids entier de l'appareil; et, de l'autre, l'adhérence facultative, en quelque sorte illimitée, due à la pression exercée par des ressorts, et que le mécanicien règle à volonté.

Ce système subit, comme tout autre, l'inconvénient inséparable de l'emploi de la locomotive sur les rampes très-fortes, c'est-à-dire la faiblesse relative au poids qu'elle remorque. Cet inconvénient peut toutefois être atténué; la vitesse de translation pouvant être réduite autant qu'on le veut par suite de la source d'adhérence dont on dispose, et le poids remorqué augmenté en conséquence. Mais, s'il s'agit d'un passage de montagne et d'un grand trafic, les exigences même du tonnage quotidien peuvent exclure une marche par trop lente. Il convient, d'ailleurs, d'ajouter que le rail central et les roues horizontales offrent des garanties de sécurité très-réelles, tant au point de vue de la circulation dans des courbes très-raides, bordées de précipices, qu'au point de vue des moyens d'arrêt, sur des rampes d'une inclinaison inusitée.

Locomotein de M. Aijudio. — De la machine de M. Fell à l'ingénieux appareil de M. Agudio, la transition est d'autant plus naturelle, que la combinaison des deux systèmes semble constituer aujourd'hui la solution la plus simple, la plus pratique, de la traction sur les rampes très-inclinées, qu'il faut bien aborder aujourd'hui, et sur lesquelles la locomotive ne donne, quoi qu'on fasse, qu'un effet utile dérisoire à cause de

l'influence énorme de son propre poids. L'appareil que M. Agudio a fait construire en Belgique n'a pu, malheureusement, arriver en temps utile à l'Exposition; c'est seulement à la fin d'août qu'il a pu y être installé.

Le système est fondé sur l'emploi des moteurs fixes, et sur la transmission de leur travail au train, au moyen d'un cable marchant à grande vitesse, comme dans les transmissions tclodynamiques. C'est en réalité une combinaison du plan incliné à câble, de la locomotive et du rail central.

Sans entrer dans des détails que ce rapport ne comporte pas, il suffit de dire que ce système se résume en ces deux points essentiels : 1° le brin descendant du câble sans fin est moteur, comme le brin montant ; 2° la vitesse de translation du câble est beaucoup plus grande que celle du train; de sorte que la tension, et, par suite, le diamètre du câble, sont par ce double artifice, réduits autant qu'on le veut.

Il est clair, dès lors, que le câble n'agit pas directement sur le train. Il faut un intermédiaire amplifiant les vitesses du câble, et faisant agir les deux brins animés de vitesses contraires, dans le sens de la progression du train. Cet inter- . médiaire est un véhicule spécial auquel le train est attelé, le locomoteur représentant pour ainsi dire ce qui reste de la locomotive.

Les tensions des deux brins du câble sont employées à imprimer à des poulies portées par le locomoteur une rotation autour de leur axe, rotation d'où dérive le mouvement «le translation, comme avec la locomotive.

Le locomoteur est un poids mort, comme la locomotive ellemême. Mais il y a une différence capitale ; c'est que le loeomotenr est un poids mort constant (de 10 à 12 tonnes), indépendant du poids du train et de l'inclinaison de la rampe, tandis que le poids de la locomotive croît rapidement avec les deux éléments. De plus, la puissance d'une locomotive est limitée par les dimensions restreintes de sa chaudière, tandis que celle de l'appareil de M. Agudio est presque sans limites. Avec une

vitesse de 20 mètres par seconde et un effort de traction de 2,500 kilogrammes sur le câble, le locomoteur transmettra une force de 1 ,200 chevaux-vapeur et pourra remorquer des trains de 100 tonnes à la vitesse de 20 kilomètres à l'heure sur des rampes de 0, 1. Dans ces mêmes conditions, le poids utile remorqué par une locomotive, quel que fût son système, serait presque nul.

Sous sa première forme qui a été à Dusino, près Villanova, •l'objet d'expériences en grand que le rapporteur a été chargé de suivre (1), les poulies motrices du locomoteur se touaieut sur un câble fixe, enroulé sur elles, et tendu par un poids.

Mais, depuis, M. Agudio a introduit dans son appareil un perfectionnement réel, en empruntant à M. Fell le trait essentiel de son système, c'est-à-dire le rail central qui remplace le câble fixe sur lequel se touaient des tambours verticaux. Ce rail est saisi par les poulies motrices du locomoteur placées horizontalement. Cela conduisait naturellement, et M. Agudio n'y a pas manqué, à utiliser aussi l'adhérence des roues qui portent le locomoteur, dont le poids est de 12 tonnes. L'effort de traction appliqué au rail central est réduit d'autant.

Cette combinaison des deux systèmes est assurément trèslogique. Le locomoteur Agudio, dans lequel le poids mort est invariable, est, par cela môme, d'autant plus avantageux que les rampes sont plus fortes; et le rail central a, de son côté, la propriété précieuse de se prêter à l'application de moyens d'arrêt très-énergiques.

Dans certaines traversées de montagne, ce n'est souvent qu'à force de travaux d'art, et en admettant des courbes de très-petit rayon, qu'on réussit à abaisser la limite des rampes à 0,04 environ. Sur de telles inclinaisons, la locomotive est à peine tolérable ; tandis que le locomoteur à câble telodynamique peut franchir d'un seul jet des hauteurs de plusieurs

(0 Voir le rapport adressé le s octobre 486%. à M. lo ministre des travaux publics par M. Couche, à la suite de sa mission à Dusino (Italie). •

centaines de mètres, avec une inclinaison de 0,20. Il remplace la locomotive, dans les conditions on elle devient non-seulement très-onéreuse et presque impuissante, mais môme absolument impossible.

L'application du système Agudio-Fcll à la traversée du Simplon, est l'objet d'études sérieuses. Sur le versant nord, des rampes de 0,1 desservies par des machines fixes et le locomoteur à rail central, réduiraient les dépenses de construction et d'exploitation à un chiffre très-modéré. Sur le versant sud , beaucoup moins escarpé, et sur lequel les trains ayant porté en Italie des charbons et des bois, reviendraient en grande partie à vide, il n'y aurait qu'à poser les rails sur la route, et la traction serait faite par les locomotives de M. Fell.

Terminons là cette rapide esquisse.

Quoique bien sommaire, elle suffit pour prouver que la solution du problème delà traction sur les voies ferrées est poursuivie avec une activité toujours en éveil, et souvent féconde.

Sans doute, l'esprit de recherche est parfois systématique ; ses préférences, ses exclusions ne sont pas toujours justifiées ; il marche quelquefois en arrière en croyant aller de l'avant. Mais quelle est l'industrie qui évite ces fautes, à inoins de se complaire dans une prétendue perfection, dans l'immobilité?

Dans son rapport sur l'Exposition de 1862, M. Flachat constatait avec une juste franchise « l'infériorité de la France eu ce qui concerne les matières employées » par les constructeurs de locomotives. La période qui s'est écoulée depuis cette époque n'a pas été perdue, et le moment approche, sans doute, où la production française se sera complètement relevée de cette infériorité.

Quant aux progrès qui sont plus directement l'œuvre des ingénieurs de chemins de fer, la large part qui revient à la France ressort trop clairement de l'exposé qui précède pour qu'il sojt nécessaire d'insister sur ce point.

SECTION IV

Pau M. Henry MATHIEU.

Considérations générales. — Importance du matériel roulant.

Le matériel roulant des chemins de fer comprend, d'une part, les voitures de toutes classes dans lesquelles on transporte les voyageurs, et, de l'autre, les fourgons et wagons dans lesquels (m transporte les marchandises de tout espèce. Son importance est considérable, car, en France, on n'estime pas à moins de 23,000 francs en moyenne par kilomètre, sa dépense de premier établissement, et si on applique ce prix moyen aux 14,213 kilomètres en exploitation au 1er janvier 1867, on trouve un capital engagé de 355 millions. Si on cherche à se rendre compte de la même dépense, faite pour tous les chemins du globe, en réduisant le prix kilométrique à 20,000 francs, on trouve que, pour 120,000 kilomètres environ aujourd'hui exploités, la dépense est de 2,400 millions.

A côté de ces chiffres, ce qu'il importe encore et surtout de savoir, c'est la somme dépensée annuellement par les chemins de fer pour leur matériel. Nous ne pouvons à cet égard donner de renseignements certains que pour la France. Il résulte des documents qui nous ont été fournis, tant par les constructeurs que par les compagnies elles-mêmes, que, dans l'année 1865, la quantité totale de voitures livrées a été de 1,050, représentant une somme d'environ 5,200,000 francs, et de 12,000 four-

gons et wagons représentant une dépense de 36 millions de francs, soit en totalité 41,200,000 francs pour l'année 1865. Ce chiffre comprend, bien entendu, le matériel commandé en vue de l'extension du trafic sur les lignes existantes, et le matériel nécessaire aux lignes nouvelles. Nous devons ajouter que la France a , dans la même période, fourni à l'étranger des voitures et des wagons pour une somme d'environ 8 millions.

En résumé, le chiffre de la production du matériel roulant en France, pendant cette année 1865, année ordinaire, d'ailleurs, a été de 50 millions.

Ajoutons encore que, en France, le nombre moyen de voitures à voyageurs par kilomètre de chemin exploité, est de 0,75, et celui «les fourgons et wagons est de 7,25 (1). Appliqués aux 120,000 kilomètres exploités sur le globe, cette proportion donnerait pour le matériel roulant:

Voitures 1)0,000

Fourgons et wagons . . 870,000

Soit: 960,000 véhicules.

Nous regrettons de ne pouvoir présenter pour d'antre pays, de chiffres précis, mais ceux que nous venons d'indiquer suffisent pour donner une idée de l'intérêt qui doit s'attacher à cette branche de l'industrie.