LOCOMOTIVES A VAPEUR

petit espace, que ces merveilleux appareils ont donné les résultats que nous admirons aujourd'hui.

Dés Tannée 1759, le D»* Robison, ami de Walt, conçut le premier l'idée de faire mouvoir des voilures par la force de la vapeur; mais on ne connaissait pas alors les machines sans condensation, et avec la masse dVau qu'il eiU dû emporter, l'appareil n'aurait pu se iransporler lui-même. En 1778, un ingénieur français, Cugnot, fit à l'arsenal de Paris le premier essai d'une voilure h vapeur. Cette machine, destinée aux routes ordinaires, fonctionnait sans condensation ; elle marchait avec une vitesse d'une lieue à Theure, mais la quantité de vapeur fournie par la chaudière étant trop petite, la machine s'arrêtait bientôt. Les essais faits depuis sont tous relatifs à la locomotion sur les chemins de fer, système de voie qui existait en Angleterre depuis deux siècles auprès des mines, pour le transport du minerai. On employa d'abord exclusivement des chevaux pour traîner les chariots chargés, dent plusieurs étaient attachés les uns à la suite des aulres; plus tard, on se servit de machines à vapeur fixes qui les tiraient au moyen d'un câble s'enroulanl sur un tambour, comme cela se pratique encore aujourd'hui sur certains chemins de fer, dans les endroits où la pente est très prononcée.

MM. Trevilhick et Vivian, en 1802, construisirent la première locomotive à vapeur remorquant des wagons chargés. Elle consistait en une chaudière cylindrique à foyer intérieur et à carneaux, au milieu de laquelle se trouvait un corps de pompe h double effet. La tige du piston agissait sur deux manivelles placées aux extrémités de l'essieu de deux roues, por l'intermédiaire de bielles disposées comme dans la machine Maudsiay (1000). Un volant était adapté à l'arbre des roues, pour régulariser le mouvement qui leur était imprimé par la vapeur. Si nous supposons que les roues en tournant, ne puissent glisser sur les rails, nous verrons qu'à chaque tour, la voiture devra s'avancer d'une quantité égale à la longueur de leur circonférence. Une semblable machine fut employée dans le pays de Galles, sur un chemin de fer de 3 lieues de longueur dépendant d'une mine de charbon. Elle remorquait 100 tonnes de houille avec une vitesse de 2 lieues à l'heure. Mais l'insuflisance de la surface de chauffe forçait à emmagasiner de la vapeur avant de partir, et h la ménager pendant le trajet, si l'on ne voulait pas être force de s'arrêter en roule.

On croyait alors que le frollemenl sur des rails unis ne suffisait pas pour empêcher le glissement des roues. Pour lever celte difficulté, qui pouvait n'être pas chimérique avec les machines de faible poids que l'on construisait alors, on cannela les rails, ce qui fit qu'ils s'usèrent promptement. En 1811, Plenkensop plaça dans toute la longueur de la voie une crémaillère dont les dents s'engageaient dans celles d'une roue mise en mouvement par la machine. En 1812, Chapmann remplaça la crémaillère par une chaîne sans fin tendue parallèlement aux rails: Brunlon, en 1813, fit avancer une locomotive au moyen de barres articulées, fonctionnant comme les jambes de derrière d'un cheval. Ce n'est qu'en 1814 que Blackett, ingénieur anglais, pensa que l'adhérence sur des

^8 CHANGEMENTS 0*ÉTAT DES CORPS

rails unis pourrait bien être suffisante pour faire avancer une locomotive, et l'expérience lui prouva qu'il en était ainsi; il fallait seulement charger les roues d*un poids d*autant plus fort que la machine devait remorquer un plus lourd convoi.

L'emploi des locomotives fut considérablement simplifié par cette découverte, et dés lors on travailla activement à en perfectionner toutes les parties. MM. Dodd et Stepbenson supprimèrent le volant, en associant deux corps de pompe qui agissaient sur des manivelles perpendiculaires Tune à Tautre. M. Hackworth supprima tout engrenage. Plus tard, Stephenson incUna les cylindres à Ab°, et Ton en vint peu h peu a les placer horizontalement, ce qu'on n'avait encore osé faire sur aucune machine, pensant que les pistons s'useraient trop vile.

Malgré tous ces perfectionnements, les locomotives ne pouvaient fournir qu'une course peu étendue, à cause de Tcxiguité de la surface de chauffe, à laquelle on n'avait pu faire dépasser 8 mètres carrés, en développant le plus possible les circonvolutions des cnrneaux. Enfin, en 1837, la solution si longtemps cherchée fut trouvée par M. Séguin, à la suite d'expériences faites dans les chantiers du chemin de fer de Saint-Etienne à Lyon. Il imagina de disposer à travers l'eau de la chaudière, des tubes traversés par la flamme du foyer, de manière à obtenir ainsi une surface de chauffe considérable. En 1829, ceUe invention fut appliquée par M. Stephenson, qui, le premier, construisit une locomotive capable de fournir d'une manière continue la quantité de vapeur nécessaire à sa marche. Cette découverte coïncida avec la construction du premier chemin de fer mis à la disposition des voyageurs. Pour mettre un frein à l'avidilé des propriétaires du canal de Liverpool »\ Manchester, on établit entre ces deux villes un chemin de fer, destiné d'abord au transport des marchandises seulement, sur lequel les wagons devaient être remorqués par des machines à vapeur fixes. Quand il fut terminé, les ingénieurs songèrent â employer des locomotives, et ils appelèrent tous les constructeurs à un concours où devait être couronnée la machine la plus parfaite. La locomotive de Stephenson remporta le prix; elle avait quatre roues, présentait 12 mètres carrés de surface de chauffe, et remorquait 13 tonnes sur un plan horizontal, avec une vitesse de G lieues à l'heure; isolément, elle faisait 10 lieues. Cette machine présentait aussi une disposition particulière, que nous allons faire connaître, destinée à activer le tirage de la cheminée pendant sa marche.

1023. Description de la locomotive à six roues. — On a, depuis, singulièrement perfectionné les locomotives, tout en leur conservant les dispiv sitions générales adoptées par Stephenson. La/î//. 760 représente la coupe longitudinale d'une locomotive à six roues. On y distingue deux parties principales : la chaudière avec son foyer, et le mécanisme que la vapeur fait mouvoir. Le corps de la chaudière présente une forme cylindrique ; à l'une de ses extrémités se trouve une cavité rectangulaire F entourée d'eau de tous côtés, excepté en bas: on la nomme boite à feu. Toutes les parties planes sont reUées

COMOTIVES A

par H^s iirmU qui s'opposent à la flexion des ^titch. Li porie o sert k jeter le cnmbu&lible mr k grille» à laquelle Vmr arrive par une large ouverture n que le mécanicien qui conduit b maehinepeut fermer plus nu luoins, au moyen d'une tige pi arrive jusqu'à une galerie, piac<5e prés rje la botte â feu, sur laquelle il ^t^ lient- Des tubes c, c, c, qui vont de la boîte n feu k TextrL'^mité opposée de la cbaudlère, sont entourés par Teau quelle contient. La flamme les traverse et se rend dans la boiieé fumée DV que surmonte h rbeminée- En p est une large porte que Wm ouvre pour nettoyer les tubes. La fig. 76 i représente uufi coupe transversale a travers h boîte à fumée ; on y voit les

Fig. 760.

^extrémilés des tubes* m, in (^g. 750) sont des soupape^; ttesùretiS chargées par des ressorts r, r\ dont on peut faire varier la tension au moyen de vis v, v\ Cette tension est mesurée par une ^'raduatîou. En .r est un sifllet jiour les signaux; il est semblable a celui de la fig\ 753, seulement il est muni d*un robinet placé â la portée du mt^canicien, P est un des deux corps de pompe qu sont [ilacés l'un h côtè de rautre au-dessous de la boîte a fumée, l/extrémlté de la ti;^e du piston est guidée par une glissière fixe; elle agit, par l'intermédiaire de la bielle K, sur l'une des manivelles de l'essieu des roues motrices M. La distribution de la vapeur se fait m moyen tFim tiroir â coquille, dont on voit la coupe au-dessus du corps de pompe P, La tige de ce tiroir est guidée en a et reçoit son mouvement, d'un levier conduit par la bielle /"et TeTEcentrique e,

CIIANGEJilENTS D ETAT DES CORPS.

aa est la pompe (l'arimentalion, dont le piston plongeur est lié k Textréinilé (b-= la tige du piston P. L*eau est refoulée dans la chaudière par le tube e, et vicat,.^ par le tube //, d'un résen'oir placé sur un wagon d'approvisionnement nomm^ tendevy qui suit toujours la locomotive. La prise de vapeur se fait par reilré:;^ mité I d'un tuyau, qui s'élève dans l'intérieur d'un dôme, afin de diminuer L*^ quantité d'eau entraînée par la vapeur. Ce tuyau, coudé en B, traverse fci^;

chambre à vapeur de la chaudière et, arri^p^ à la boite à fumée, se bifurque et eoT»i« ses deux branches aux deux corps d^ pompe. Ces branches se voient en 00 (fig, 761). En R {fig, 760) est un robinet, destiné à régler Fentrée de la vapeur; sa tige passe au-dehors à travers une botte à étoupe, et elle porte un levier au moyes duquel on la fait tourner. Au lieu dw robinet , on emploie souvent différeols systèmes de vannes, comme en Y ( fig, "64i. La vapeur, après avoir agi dans les corps de pompe , s*échappe par les tubes cv, v/v (fig. 7Gi ), V (fig. 760), qui la conduisent dans la cheminée, parla tuyère D. Cette vapeur sortant à haute pression, et h des instants très rapprochais, puisqn'à chaque tour de roue il y 1 quatre sorties, il se fïiit une espèce Je lirajçe artificiel qui supplée au défaut

Fig. 701.

de longueur

de la cheminée, nécessai-

rement très courte, et force la flamme à franchir les tubes qui traversent la chaudière. Ce tirage artificiel n'a lieu que pendant la marche, et il est d'autant plus énergique que la vitesse est plus grande, et par suite, que la vapeur est plus rapidement dépensée. Hemanjuons aussi que le choc de l'air en» (///y. 7 GO) produit une véritable insufllation, d'autant plus prononcée que la locomotive marche plus vile, la cheminée en avant.

L'idée d'employer un jet de vapeur pour activer le tictige est très ancienne. Philibert Delornic conseille, d'après Vitruve, de placer dans les cheminées, des éolipyles dont le ïT/i/ entraînera vivement la fumée. En 1818, Monour} d'Ectot construisit une niachme soufllante dans laquelle un jet de vapeur entraînait l'air à travers un tuyau. Pelletan se servit de ce moyen j)our augmenter le tirage dans les cheminées de certaines machines à vapeur; Stephenson l'appliqua aux locomotives.

riiAKKis. — La chaudière et tout le mécanisme de la locomotive sont fixés à un cadre eu fer, ou en bois garni de fer, qu'on appelle le châssis. On voit dans la ////. 701 les bandes de fer obliques ou oreilles, qui sen-ent à lixer b