AVANTAGES BES CHEMINS DE FER

dre V emploi de la machine locomotive possible pour le transport à un prix modéré des voyageurs et des marchandises , du moins lorsqu'ils sont établis dans de certaines conditions que nous ne tarderons pas à faire connaître.

Mais cet avantage n'est pas le seul que possèdent les chemins de fer, la résistance sur les voies de fer est moins grande que sur les routes ordinaires ; il en résulte une diminution dans les fiuis de traction avec toute espèce de moteur et à un degré quelconque de vitesse , qui a conduit à construire des chemins de fer longtemps avant que les machines locomotives fussent connues.

Cette diminution de résistance due à l'emploi des chemins de fer nest très-sensible, et V emploi des locomotives n'y a lieu avec avantage qu'autant que leurs pentes sont faibles et que leur direction se rapproche de la ligne droite.

Pour bien établir ce fait important, analysons les résistances diverses que doit vaincre le moteur sur un chemin de fer ou sur une route ordinaire.

Deux résistances seulement se manifestent dans une voiture qui roule en plaine et en ligne droite sur une route quelconque , Tune au pourtour des roues , résultant des inégalités du terrain , l'autre à l'essieu , provenant des aspérités de la boîte dans laquelle l'essieu tourne en frottant.

La première, appelée quelquefois /ro/^emeTi/ de roulement , est considérable sur les routes, car celles-ci ne sont jamais, comme les chemins de fer, parfaitement dures, parfaitement unies. On estime qu'elle est, sur les meilleures routes Mac- Adam, sept fois aussi considérable que la seconde, et on trouve que la somme des deux résistances est égale à un trentième du poids du véhicule et de sa charge, c'est-à-dire telle que, si l'on attachait à l'extrémité de la voiture une corde et que cette corde, d'abord tendue horizontalement,vînt,aprè savoir passé sur une poulie fixée au milieu de la route , à tomber verticalement dans un puits , il faudrait , pour entraîner la voiture , ou au moins pour en contre-balancer les résistances et lui permettre de céder à la plus faible impulsion, attacher à l'extrémité de

it NOTIONS 6ÉNËRALES.

la corde qui pend dans le puits autant dekilogr. qa^il y a de foi» trente kilogr. dans le poids du chariot.

Sur une route en fer, la résistance sur les essieux du chariot est exactement la même que si le chariot roulait sur une route ordinaire , car elle dépend du mode de construction du chariot et non de oelui de la route; mais la résistance au pourtour de ïa roue, qui dépend essentiellement du plus au moins grand nombre d'aspérités que présente la surface sur laquelle s'opère le mouvement, est presque nulle. Elle n'est plus que la moitié de la résistance sur l'essieu , et la somme des résistances , à une vitesse de moins de six lieues à l'heure , n'est plus que la deuxcentième partie du poids du chariot, ou même, lorsque le chariot est bien construit et bien graissé, la deux cent cinquantième partie environ.

Cette somme des résistances sur un chemin de fer n'est par conséquent que la septième ou la neuvième partie de ce qu'elle est sur une route ordinaire. Un cheval, une machine, un mo^ teur quelconque, peuvent donc traîner sur un chemin de fer de niveau, en ligne droite, à une vitesse modérée de moins de six lieues à t heure, une charge de sept à neuf fois aussi grande que sur tme route ordinaire à la vitesse en usage sur ces routes,

Si la vitesse augmente , la résistance que l'air, même dans l'état de calme parfait, oppose à la marche des convois, devient sensible. Elle s*accroît avec cette vitesse dans une proportion telle, qu'à soixante ou soixante-dix kilomètres par heure elle s'élève, sur un chemin de fer, au double de ce qu'elle est à des vitesses modérées. Ainsi , à la vitesse de soixante ou soixantdix kilomètres par heure ^ un moteur quelconque ne traine plus sur un cliemin de fer de niveau, en ligne droite, que h tiers ou le quart de la charge qu'il traine sur les routes à la vitesse en usage»

Si la route , d'horizontale qu'elle était , devient inclinée tout en conservant la direction rectiligne, et que le cheval soit obligé de gravir une rampe, chacun sait que la résistance qu'il éprouve

AVANTAfifiS MS CflfiiliNS DE FER. 53

s'accroît. Cette augmentation ne provient pas de Ym ou de l'autre frottement du chariot : les frottements , au contraire , diminuent; mais il se développe une troisième résistance, occasionnée par le poids do chariot, qui tend à le fiûre reculer» et qui Tentrainerait si elle était plus forte que les frottements» et si le cheval n'exerçait aucun effort en sens contraire. Cette troisième résistance est d'autant plus grande que la pente est plus forte , et elle croît même si rapidement avec la pente que, pour peu que les montées soient roides, les chevaux deviennent incapables de mouvoir le véhicule même au pas, si on ne leur adjoint des chevaux de renfort.

Le frottement au pourtour des roues n'est donc plus, sur une rampe un peu forte, qu une petite fraction de la résistance totale*, et la pose des bandes de fer comme moyen de réduire ce frottement, n offre plus les mêmes avantages qu en plaine. Les machines fixes peuvent alors, si l'inclinaison ne dépasse pas certaines limites , être encore employées avec économie ; mais il n'en est pas de même des machines locomotives qui, ayant à se traîner elles-mêmes, ont à vaincre non-seulement l'accroissement de résistance de charge, mais Picore l'accroisement de résistance provenant de leur propre poids. Ainsi, l'on admet assez généralement que, l'usage des machines locomotives, sur une pente de plus de deux et demi centièmes, lors même qu'elles trouveraient sur le rail la résistance (adhérence) nécessaire pour tourner sans glisser, cesse d'être économique.

A la descente, le poids du chariot qui, à la montée, l'entraînait en s^is contraire du cheval , agit dans le mêoie sens que celui-ci, et, si la pente est un peu rapide, le cheval est obligé de retenir les chariots au lieu de les traîner et consomme sa force en pure perte. C'est alors que, sur les chemins de fer, on se

1. Sur nue pente de qiwtre millièmes par exemple, imperceptible à l'oail, la rétisteDoe totale sur un chemin de fer à une vitesse modérée est déjà doaUe 4e la réaistanee dne au frottement , la aeala qui te manifeete en plaine ; tar «se rampe da huit millièmes elle est triple, de seiie miUièmat quiatuplf .

54 KOTIOnS GÉNÉRALES. *

passe de moteur, ou que, même si la pente devient assez forte, on utilise, au moyen de mécanismes que nous avons indiqués ( voir page 50) , l'excès de poids nuisible sur les routes '.

Jusqu'à présent nous avons supposé que le chemin suivait une ligne droite ; les circuits engendrent de nouvelles résis^ tances,

La force que Ton connaît sous le nom de force centrifuge et qui se développe lorsqu'un corps prend un mouvement curviligne, tend à jeter contre le mur le cavalier galopant autour d'un manège et oblige la pierre lancée par une fronde à se mouvoir en ligne droite , cette force tend aussi à entraîner en ligne droite le chariot qui décrit une courbe , et elle agit avec d'autant plus d'énergie que la vitesse est plus considérable et que le rayon de la courbe est plus petit. Sur une route ordinaire, comme il est rare que l'on marche très-rapidement et que d'ailleurs le frottement contre le terrain oppose généralement une résistance suffisante à la force centrifuge, elle n'a d'autre effet que de faire verser les voitures lorsqu'on veut tourner trop court. Sur un chemin de fer elle chasse, dans les circuits formés de deux files courbes de rails, les roues contre les rails de la plus grande courbe, et donne lieu, de cette manière, à un frottement de leurs rebords contre ces rails. Plus la vitesse est

1. Il ne faudrait pas s'imaginer cependant qae les frais de transport sur les ohemins de fer, à la descente , lorsque la pente dépasse une certaine limita , soient tont à fait nuls.

La pente étant de cinq à quinze millièmes , les chariots descendent, il est vrai, d'eux-mêmes, sans qu'on emploie aucun moteur pour les tmlner, miis il faut ensuite les ramener en montant. Sur le chemin de Darltngton , on a eu l'heureuse idée de faire descendre les cheTaus qui traînaient les chariots à In montée, dans de petits wagons écuries, de cette manière ils n'éprouveient aucune fatigue pendant une partie de la jonrnée; ils paraissaient même trouver beaucoup de plaisir à ce genre de promenades, et en les ramenant ainsi en voiture on arait augmenté d'un tiers leur travail utile à la montée. Ânjonrd'liui, les chevaux ont été, sur ce chemin, remplacés par des machines locomotives.

Sur les plans automottun la gravité ou la pesanteur est le seul moteur employé. Ce moteur ne coûte rien, mais la dépense pour Tentretien des cordes , poulies, etc., équivaut à celle qu'occasionnerait l'emploi d'une machine loooaotÎTe sur on terrain de nireau.