CHAPITRE XI

Nous avons dit précédemment que Ton emploie comme moteurs, sur les chemins de fer, les chevaux, la force naturelle de la gravité, les machines, fixes ou locomotives.

On ne fait aujourd'hui usage de chevaux que sur les chemins de fer établis pour desservir les mines ou les usines, ou pour les travaux de terrassement.

Un cheval de force moyenne exerçant un effort de 50 kilogrammes, traîne au pas, sur un chemin de fer de niveau et rectiligne en bon état, dans des wagons bien construits et bien entretenus, une charge de 8 à 10 tonnes , poids brut, c'est-àdire un peu plus de huit fois ce qu'il traînerait sur une route ordinaire en bon état ; il peut en traînant cette charge travailler dix heures par jour.

La vitesse augmentant, son travail utile diminue ; ainsi il est reconnu que ce même cheval, marchant au trot, n'exercera plus qu'un effort de moitié. La vitesse sera doublée ; mais il ne pourra plus travailler que quatre heures par jour.

Nous indiquerons plus loin comment, connaissant la charge que le cheval peut traîner en plaine, on peut calculer celle qu'il est en état de remorquer sur une rampe d'inclinaison donnée.

Les voies de fer pour les terrassements n'étant ni posées ni entretenues avec le même soin que les voies définitives, la charge traînée par un cheval sur des voies de ce genre ne sera plus que de 6 à 8 tonnes, au lieu de 8 à 10.

En général, les chemins de fer établis pour transporter les produits des mines vers les points d'embarquement ont une pente assez prononcée de la mine vers l'autre extrémité de la ligne. Sur les points oii cette pente atteint de 25 à 30 millimètrpa par mètre, on établit avec avantage des plans automolevrs.

Des freins placés sur l'axe de la poulie, ou sur celui du treuil, servent à en modérer la vitesse ou à les arrêter au besoin ; mais il se peut qu'on arrête la poulie sans que pour cela le convoi entr^né par une force supérieure cesse de marcher ; dans ce cas la corde glisse. Quand au contraire le treuil cesse de tourner, le convoi, si le câble ne casse pas, cesse forcément d'avancer. En conséquence, on préfère les treuils aux poulies sur des plans très-inclinés où l'excès de gravité est considérable.

La ligure 295 indique la disposition d'une poulie de plan automoteur avec son frein.

Le diamètre de la poulie PP est égal à l'écartement d'axe en axe des deux voies établies au sommet du plan. Elle est venue de fonte avec une seconde poulie pp à gorge plate . tournée avec soin. Une bande de fer méplat très-flexible b, coudée en fer à cheval, entoure une moitié de la poulie pp;

PLANS AUTOMOTEURS. i87

elle est garnie de tasseaux en bois dans sa partie curviligne qui suit le pourtour de cette poulie. Par Tune de ses extrémités, cette bande de fer est fixée à la cuve en maçonnerie dans laquelle est logé l'appareil ; son autre extrémité est articulée en a au levier L , dont le point fixe / est également pris sur la maçonnerie. En exerçant sur le levier L un effort dirigé dans le sens de la flèche F, on applique la garniture en bois de la bande de fer contre la gorge de la poulie pp, et Ton produit ainsi un frottement qui entrave ou même arrête complètement le mouvement de la poulie PP, et par conséquent du câble.

L'axe de la poulie tourne à sa partie inférieure dans une crapaudine , à sa partie supérieure dans un palier fixé sur la traverse T. Il est incliné en arrière, de telle sorte que les deux leviers du câble, partant d'une certaine profondeur au-dessous du sol , arrivent au niveau des rails au sommet du plan incliné. En ce point, ils s'infléchissent chacun sur une poulie de renvoi à axe horizontal, et suivent la pente de la voie. A l'aide de cette disposition, la poulie peut être placée au-dessous du sol à une profondeur assez grande pour ne pas être gênée par les rails et les traverses , et le câble acquiert près de la poulie une tension telle, qu'il ne fouette pas et ne risque pas de quitter la gorge.

Sur un plan incliné établi à Rive-de-Gier, on se sert d'un frein très-puissant qui mérite une mention particulière. Ce frein est composé de deux meules de moulin placées sur un axe commun vertical. Le convoi marchant, la meule supérieure est pour ainsi dire suspendue au-dessus de la meule inférieure. Veut-on faire agir le frein, on fait, au moyen d'un système de leviers, glisser la meule supérieure sur l'axe, de manière qu'elle vienne s'appuyer sur la meule inférieure. Le frottement, qui alors a lieu entre les deux meules , arrête le convoi.

Les cordages sont en chanvre ou en fil de fer. Les cordages en fil de fer sont préférés.

On s'est aussi servi de chfdnes en fer; elles sont plus économiques que les cordages, à cause de lear longue durée, mais elles sont plus lourdes et plus sujettes à 86 briser subitement. Une simple paille, dans un des anneaux, suffit pour en occasionner la rupture.

Le wagon, placé en tête du convoi, est fixé au câble par un anneau dans lequel pénètre un crochet attenant au câble.

Quelquefois on emploie des crochets à pièces mobiles, au moyen desquels on peut séparer brusquement le convoi du câble, dès qu'il est arrivé au sommet ou au bas du plan incliné.

Les cordages reposent de distance en distance sur de petites poulies fixes (Sg. 296 et 297), établies au milieu des voies.

et plant atiUmoleuTi.

Dans le haut du plan où l'amplitude des oscillations de la corde est la plus grande, on se sert de rouleaux en bois , au lieu de poulies en fonte. Dans les courbes on emploie des poulies dont l'axe est incliné à l'horizon (Rg. 297), ou des poulies dont l'axe est vertical (fig. 296).

Quel<iuefoiB on établit deux voies dans toute la longueur du plan automoteur , du sommet S au pied P (fig. 298). Le cable étant alors développé sur une des voies V , l'un des crochets est attaché au convoi le moins chargé K', l'autre crochet au c< le plus chargé K. Le convoi K étant abandonné à lui-même, descend sur la voie V en entraînant le cordage et faisant remonter le convoi K' sur la voie V. Le convoi K arrivant au bas du plan automoteur , le convoi K' arrive au som-

PLANS AUTOMOTEURS

Fig. 298.

met, et c'est alors sur la voie V, au lieu de la voie V. que la corde est détendue. Si la voie V est la voie d*allée sur laquelle les machines où les chevaux marchent dans le sens de la flèche F, le convoi K reste en s' éloignant du plan automoteur sur la voie V, et un nouveau convoi de wagons vides arrivé sur la voieV, passe au moyen du changement de voie N'N sur la voie V. Au sommet du plan le convoi K' reste sur la voie V, et un nouveau convoi plein, arrivé sur la voie V, passe au moyen du changement de voie M' M sur la voie V. Tout est prêt pour que le plan automoteur fonctionne de nouveau, et c'est alors sur la voie V que le convoi descend, et sur la voie V qu il remonte. Le convoi arrivé au bas du plan passe sur la voie V au moyen du changement de voie N'N', et celui arrivé au sommet sur la voie V au moyen du changement de voie M' M.

Il n'est pas absolument nécessaire de poser deux voies dans toute l'étendue du plan automoteur. En Angleterre , les voies sur les plans automoteurs sont généralement disposées comme Tindique la fig. 299. On pose alors trois files de rails seulement dans le haut du plan ; on ne pose une double voie que dans le milieu oii les convois montant et descendant se croisent, puis on établit une simple voie dans le bas ; en R et R' on établit deux aiguilles mobiles liées par une bielle transversale, de manière à rester constamment parallèles comme celles des changements de voie ordinaireè. Il est facile, en se rendant compte du jeu du plan automoteur, de comprendre que les rails étant ainsi placés, le service se fait tout aussi bien qu'avec une double voie sur toute la longueur.

Supposons eflFectivement la corde développée, sur la voie V* V* V (fig. 299) un convoi faiblement chargé ou vide K' attaché au bas de cette corde, et un convoi

tOO DES MOTEURS.

très-chargé ou plein K attaché dans le haut. Les aiguilles étant alors disposées de manière à laisser la voie Vi ouverte , le convoi K' montant arrivant en RR', passe dans cette voie Vi pour ensuite suivre la voie V jusqu'au sommet du plan automoteur. Le convoi descendant K suit d'abord la voie V ; il passe ensuite tout naturellement dans la voie V,, pour croiser le convoi montant ; puis il arrive à l'emplacement des aiguilles ; le boudin de l'une des roues d'avant du premier wagon du convoi chasse en passant l'aiguille R sui: le côté, et celle R' qui est solidaire; de telle façon qu'après le passage du convoi , c'est la voie V, qui est ouverte et celle V, qui est fermée ; le convoi K , après avoir passé les aiguilles , descend enfin sur la voie V jusqu'au bas du plan. La corde est alors développée sur la voie V V, V, au lieu de l'être sur la voieV V,V, et le service pour deux nouveaux convois montant et descendant sur le plan automoteur se fait comme pour les convois K et K', avec cette seule différence que le convoi montant suit cette fois la voie V V, V, au lieu de la voie V Vi V", et le ivoi descendant la voie V" Vi V, au lieu de la voieV'V.V.

Nous avons supposé, pour simplifier l'explication , des aiguilles semblables aux aiguilles ordinaires; cependant on préfère généralement à ces aiguilles en métal , établies dans le même plan que les rails, de grandes aiguilles en bois placées au-dessus comme nous allons l'expliquer. Les aiguilles' en bois, faisant en même temps office de contre-raifs , s'opposent etfi cacement au déraillement qui pourrait avoir lieu au moment du changement brusque de direction.

Lorsqu'on emploie les aiguilles en bois, les files de rails a beic d (fîg. 300) se terminent en £ et (/ , de manière à laisser subsister deux petites lacunes assez larges

PLANS AUTOMOTEURS

pour laisser passer le boudin d*une roue seulement. Deux tasseaux o et o', fixés à une traverse, sont placés au milieu des angles c d g eiabf, la surface supérieure de ces tasseaux est dans le plan de la surface de roulement des rails. Sur ces tasseaux reposent les extrémités de deux grandes aiguilles en bois garnies de bandes de fer x x* yy' . Ces aiguilles sont parallèles. Une bielle transversale en fer maintient leur parallélisme. Etant disposées comme l'indique la figure, il est évident qu'elles interceptent la voie V*. et laissent ouverte la voie V . Il est évident aussi que , placées au-dessus des rails sur lesquels elles reposent, elles peuvent servir, comme un contre rail , à empêcher le déraillement du côté où il tendrait à avoir lieu, c'est-à-dire de gauche à droite.

Ces aiguilles en bois, comme celles en fer, sont chassées de côté par les convois pleins descendants; elles tournent alors sur leurs boulons de jonction aux tasseaux en glissant sur la surface de roulement des rails, et elles prennent la nouvelle position indiquée en lignes ponctuées. Leur mouvement est limité par deux autres tasseaux / 1\

Il faut , dans le haut des plans automoteurs , contenir quel-

FJg. 300.

Aiguille» en boit pour p ton auComaf eur.

qnefois les convois chargés, qui pourraient commencer à descendre avant que le convoi vide fût attaché à la corde, ou avant que les conducteurs de wagons fussent à leur poste.

On se sert pour cela de tasseaux mobiles , qui servent au besoin à barrer les voies. Les figures 301 indiquent la disposition de ces tasseaux.

Pour faciliter le départ des convois pleins, il convient d'augmenter l'inclinaison des plans automoteurs dans le Fig. SOI. jiiJHouirf'orr^. voisinage du sommet. Sou-

vent aussi on donne au chemin de fer, un peu avant le pied du plan, une pente en sens inverse. Les wagons du convoi montant placés sur cette contre-pente entrent plus facilement en mouvement que s'ils se trouvaient sur une partie de niveau.

Lorsque les plans automoteurs ont une certaine longueur, il faut établir un appareil pour faire parvenir du bas au sommet l'avis que les wagons montant sont attachés à la corde. On emploie pour cela une petite corde ou un fil de fer posé sur des supports dans toute la longueur du plan incliné. On fait mouvoir, avec cette corde ou ce fil de fer, un signal quelconque ou encore on agite une sonnette. On peut aussi se servir d'un disque placé dans le bas du plan, et que l'on tourne dans un sens ou dans l'autre ; mais souvent , dans les temps de brouillards, ce disque pourrait ne pas être aperçu. On peut enfin faire usage du tél^raphe électrique, qui est le moyen le plus exact.

Nous avons supposé que le câble employé sur le plan automoteur était discontinu i on pourrait aussi employer un câble sons fin. Il faudrait alors poser trois files de rails dans le bas

PLANS AUTOMOTEURS. 193

co0une dans le haut du plan , et se ménager le moyen de donner au câble une certaine tension en rendant l'une des poulies mobile. On pourrait, à cet effet, adopter une disposition analogue à celle que nous décrirons en parlant du plan incliné à machine fixe de Liège.

Les chariots descendants devant » au moment du départ, traîner la corde entière, il convient, pour éviter qu'ils aient alors un effort excessif à exercer, de ne pas donner aux plans automoteurs une longueur trop considérable. En général, si la longueur du chemin à parcourir dépasse 1600 mètres , on la divise en plusieurs plans automoteurs séparés par des paliers de 90 à 100 mètres. C'est ce qu'on a fait au chemin de Hetton, dont nous avons décrit le tracé dans le premier volume, page 120.

La longueur d'un plan automoteur étant donnée, ainsi que le rapport des charges qui le parcourent dans un sens et dans l'autre, le poids, le frottement des cordes et enfin le frottement des chariots, etc., on peut calculer quelle est la limite de pente sur laquelle un certain nombre de chariots pleins pourront remonter un nombre égal de chariots vides.

L'expérience apprend que, pour que quatre chariots chargés pesant ensemble 16 000 kilogrammes puissent remonter quatre chariots vides pesant 4600 kilogrammes en toute saison sur un plan automoteur de 1000 mètres de longueur, la pente doit être au moins de 2 | centièmes ' .

M. Michel Chevfdier, dans le grand et bel ouvrage qu'il a publié, en 1840 et 1841, sous le titre à* Histoire des voies de communication aux Étais-Unis ^ décrit un plan automoteur sur lequel on fait monter des trains chargés de charbon au moyen de trains descendants composés de chariots en tôle rem-

1. M. Wood a trouvé ptr le calenl qoeinr on plan aatomotenr de 1600 mètiee de looguear dont la pente ne serait qae de denx oentième», neuf chariots ohargét remorqueraient nn nombre pareil de chariots vides en 400 secondes ; mais U fait observer que ootta valenr ne pourrait ttre admise dans la pratique qoe si tout le système était en parfiût état, ce qui n'est pas le oas ordinaire.