EXPERIENCE V

Roues do 4 1 "' ( 1 "*• ai) de diamètre; ta

chariots pesant 975 i"'"'- (49,5 12

REMONTE

DESCENTE

TEMPS

miniitr*

secondes.

COPM

de pistons

iiuiiutes Si

secondes,

de pistons

par uiiïîûte.

par minute.

Longueur de

:hnr

( io3of-.!>b'). Distance correspondante aux

temps îndnpues dans la table , 4'

(iiio 0 '()o); espace total parcouru ,

( 1 5 u,n ""-20b ) ; temps , 1 ao" 1 4"

char- 1

bon consume, 587 ; i6t>

; eau.

3005* 1 -; ou i355»'- par heure ((> 1 3

Le chemin de fer sur lequel ont [été faites les expériences 'précédentes n'était pas de construction très-récente , en sorte que sur plusieurs points les rails opposaient au mouvement des roues des obstacles difficiles à vaincre. Du reste, les observations ont été suivies avec le soin le plus minutieux. Dans les premières expériences on a compté le temps à partir du moment du départ , en sorte que les résul-

tats des observations comprennent le temps et la force employés pour mettre le convoi en mouvement. On n'a nullement cherché à imprimer à la machine toute la vitesse dont elle était susceptible. Le but des expériences étant de déterminer les quantités de travail effectuées avec des roues et des charges différentes, on s efforçait seulement de rendre la vitesse aussi égale que possible, et d'obtenir dans chaque expérience le même nombre de coups de piston par minute. Pour arriver à ce résultat, il était souvent nécessaire de régler et de modérer la vitesse de la machine.

Dans la cinquième expérience on a attendu, avant de mesurer le temps, que la machine et le convoi eussent acquis une vitesse régulière. Cette circonstance explique la différence que l'on observe entre les deux distances indiquées au bas de la table; la première comprend l'espace total parcouru depuis l'origine du mouvement jusqu'à la fin de la station; la seconde, l'espace parcouru par la machine, depuis l'instant où son mouvement est devenu uniforme, jusqu'à l'instant où l'on a commencé à le ralentir, afin d'arrêter le convoi à l'extrémité du relais. Le temps marqué dans la table correspond à l'espace parcouru par la machine avec une vitesse uniforme, et peut ainsi servir à mesurer cette vitesse.

Les expériences I et II ont eu pour but de déterminer le travail effectué avec des roues de différens diamètres. La machine était la même dans les deux cas; on s'était contenté de substituer dans la seconde expérience des roues de 4^' (i""22) à celles de 3 pi (o"-Ç;i), et l'on avait eu soùi d'ailleurs, afin d'obtenir des résultats comparables, que toutes les autres circonstances fussent exactement semblables.

Or, on voit que, pour la même charge et la même consommation de charbon, la machine a parcouru un espace de Sô™ 1 - (5^g3o) avec des roues de 3* de diamètre, et de 48™' 8 (78"' 534) avec des roues de 4^. On peut conclure delà que la distance parcourue par la même machine, avec des roues de diamètres différens, est proportionnelle à

ces diamètres, en supposant la charge et la consommation de charbon égales de part et d'autre. 11 en résulte également que, pour une même charge et un même espace parcouru, la consommation de combustible est en raison inverse des diamètres des roues.

Cette conclusion paraîtra peut-être paradoxale; car si l'accroissement du diamètre des roues rendait la machine capable de parcourir avec la même dépense de force une distance plus considérable, il s'ensuivrait, ce semble, qu'en augmentant indéfiniment ce diamètre, on pourrait réduire indéfiniment aussi la force du moteur. Cependant un examen plus attentif prouve que le résultat que nous annonçons est très-rationnel et pouvait être prévu à l'avance.

En effet, à chaque tour de roues, toutes les parues de la machine décrivent une oscillation complète, et si l'on fait abstraction de la résistance des jantes sur la surface des rails, il est clair que la force dépensée pour produire ce mouvement reste constamment la même, quel que soit d'ailleurs le diamètre des roues. Si donc l'on remplace des roues de 3 pi ' de diamètre par des roues de 4 pi ' » et q ue f on n'apporte d'ailleurs aucune modification au reste de l'appareil, on augmentera dans le rapport de 3 à 4 l'espace parcouru par la machine sans augmenter la valeur de son frottement (en supposant toujours que l'on néglige le frottement des roues sur les rails). On peut conclure delà que, pour un même espace parcouru , la résistance île la machine est en raison inverse des diamètres des roues.

Toutefois, il ne faudrait pas pousser trop loin les conséquences de cette observation. On a bien pu en effet remplacer des roues de 3^ de diamètre par des roues de 4 pi ', sans apporter aucune modification aux essieux, non plus qu'aux autres parties frottantes; mais si l'on dépassait cette limite, il est clair que les essieux, et toutes les autres parties du mécanisme se trouveraient soumises à une plus grande fatigue. Il serait nécessaire alors d'augmenter également leurs dimensions, et l'on détruirait par cela même l'effet que devrait produire l'augmentation du diamètre des roues. Quoiqu'il en soit, les expériences précédentes prou-

DES CHEMINS DE FER. i83 vent que, si Ion veut obtenir un accroissement de vitesse, on doit eu général , pour parvenir à ce but, augmenter le diamètre des roues.

Nous allons chercher actuellement à déterminer la valeur absolue de la résistance due aux frottemens de la machine. Nous avons fait une expérience dans ce but, sur la portion de chemin de fer qui avait déjà servi pour l'expérience II , chap. VI. Cetie portion de route présente une hauteur de n^a? (3"*4o) sur 1164^' (354"77) de développement. Cinq chariots chargés, pesantchacun 94o8 Ut (4265 kil 72), sont descendus librement le long de la pente dans l'espace de 120"; puis ils ont été ramenés au sommet du plan et attachés à une machine locomotive. Cette dernière était disposée de telle sorte , que la vapeur ne pût agir sur les pistons ; pour cela on avait interrompu la communication entre la chaudière et les cylindres , et les parties supérieure et inférieure du corps de pompe étaient mises alternativement en communication avec l'air extérieur. Le seul obstacle au mouvement de la machine était dû au frottement des diverses parties de l'appareil.

Les chariots et la machine , ainsi réunis , ont descendu le plan dans l'espace de i5o"; en sorte que la résistance de la machine a occasioné un retard de 3o."

Le poids de la machine et du chariot d'approvisionnement était de 9*°" ou 20160 1 " à quoi il faut ajouter i8oo liT , pour le mouvement de rotation des roues. Le poids des chariots était de 9408'"-, et la résistance due au mouvement de rotation des roues de 747 liT ; d'où il suit que la masse totale en mouvement s'élevait à 20160 H- 1800 + 101 55 x 5 = 72,735 K \ Or, la formule (8), pag. 78, donne, pour la valeur du frottement,

F= (P-4-/> )sin.t — = 4to'" 7o( i86 li '-a. )

Daprès l'expérience II, chap. VI, le frottement des chariots est de 39"' 35 x 5 = 196^75 (2 89 w '2o); en sorte que celui de la machine

i84 TRAITÉ PRATIQUE

s'élèverait à — 196=2 i4 Ut ' (97" o3). En admettant d'ailleurs que la résistance due à l'action des roues sur les rails et au frottement sur les essieux, soit égale à de la charge, cest-à-dire à ioo M " (45 ki, 34) environ, il resterait 1 1 4 r,T - (51.69) pour le frottement des pistons, des tiges de communication, et de toutes les autres pièces frottantes.

Nous remarquerons toutefois cpic la force dépensée par la machine pour transporter son propre poids est nécessairement plus grande lorsqu'elle traîne un convoi que lorsqu'elle marche à vide. En effet, la résistance du convoi est transmise, par l'intermédiaire des diverses parties de l'appareil, au moteur, cest-à-dire aux pistons, et ensuite aux roues qui reposent sur les rails. 11 résulte nécessairement delà une pression sur les diverses parties du mécanisme , et par suite un frottement qui s'ajoute à la résistance de la machine. Ce frottement étant d'ailleurs proportionnel à la pression , sa valeur est d'autant plus grande , que le convoi est plus lourd.

Au reste , les observations que nous avons exposées précédemment sur l'influence du diamètre des roues, nous permettent de déterminer la valeur absolue de la résistance de la machine. En effet , dans l'expérience I , table II, la machine a consommé 2554'"' de combustible pour transporter à une distance de 36 milles une charge de yZi^j, non compris son propre poids. Dans l'expérience HT , avec des roues de 4 pieds de diamètre, elle a transporté à 23 milles un poids de

tjqaint en dépensant i546'"" de combustible ; d'où l'on peut conclure qu'avec une dépense de 2534' i "' elle eût parcouru une distance de 3^»iu«^ 0 : orî l a résistance des chariots est de 36o 1 "- pour un poids de yjjvw.^ et de 480 pour un poids de gyS^ ( en supposant la résistance de chaque chariot égale à 4o 1 "" )• On voit donc que , pour la même consommation de combustible , les effets produits avec des roues de 3 pi et de 4'"* de diamètre, sont dans le rapport de 480x37.70 à 36ox36, ou de 48ox^ = 5oa à 36o. Cette augmentation dans l'effet produit est nécessairement due à une dimi-

nution dans la résistance de la machine ; or , si Ion suppose qu'en portant le diamètre des roues de 3^ à 4 P '* » on diminue cette résistance dans le rapport de 4 à 3 , on devra en conclure que sa valeur absolue est égale avec des roues de 3 pl " , de diamètre à ( 5o2 — 36o ) x 4 = 1 4a x 4 = 568 Ut - (257 1 " 1 54), et avec des roues de 4 pi \ à 142 x 3=4a6 Uv ( i 9 3 ki 'i5).

On admet quelquefois, en évaluant la puissance des machines, que, lorsque la tension de la vapeur dans la chaudière s'élève à 5o liv. par pouce carré (ï""""'-!-), cette tension conserve sensiblement la même valeur dans le corps de pompe, et que l'on peut prendre pour mesure du frottement, ou autrement dit de la force perdue, la différence entre cette pression et le travail effectif de la machine. Cependant il est une considération à laquelle il est nécessaire d'avoir égard.

Tous les fluides élastiques, lorsqu'ils ont acquis un haut degré de pression, tendent à reprendre la densité du milieu environnant, et la vitesse avec laquelle ils s'écoulent dans un milieu d'une densité moindre est en raison de a diH'éience de densité des deux fluides, (h, dans une machine locomotive, ou en général dans toute machine à haute pression , lorsque l'on ouvre la soupape qui établit la communication entre la chaudière et le cylindre , les circonstances sont les mêmes que si la vapeur était en communication avec un milieu dont la densité aurait pour mesure la charge qui s'exerce sur le piston. La vitesse d'écoulement de la vapeur, et par suite sa pression sur la surface du piston, dépend donc de la valeur de cette résistance. Si l'appareil est tellement combiné que la vitesse du piston soit à peu près la même que celle avec laquelle la vapeur tend à s'écouler dans le vide , c'est-à-dire si la résistance est presque nulle , la pression sur la surface du piston sera très-faible. Sa valeur augmente à mesure que la vitesse du piston se ralentit , et enfin elle deviendrait égale à la pression même

de la vapeur dans la chaudière, si cette vitesse était nulle. Dans

tous les cas, l'élasticité delà vapeur dans la chaudière et son élasticité dans le corps de pompe ont des valeurs différentes , et sont mesurées , l'une par la pression exercée sur la soupape de sûreté , l'autre par la résistance qui s'oppose au mouvement du piston. En tenant compte de cette circonstance , on trouve qu'il ne résulte aucune perte de force du mode particulier d'action des machines locomotives , et que leur effet utile est le même que celui des machines ordinaires à haute pression ; on doit seulement tenir compte de la force dépensée par la machine pour transporter son propre poids.

Nous avons supposé, dans tout ce qui précède, que la quantité de vapeur produite par le bouilleur était suffisante pour maintenir constamment la même pression dans la chaudière, quelle que fût d'ailleurs la vitesse d'écoulement de la vapeur dans le cylindre. S'il en était autrement, c'est-à-dire si la quantité de vapeur formée dans la chaudière n'était pas constamment égale à celle qui s'échappe par la soupape du régulateur, son élasticité et sa vitesse d'écoulement diminueraient nécessairement ; par suite aussi , la vitesse du piston se ralentirait, jusqu'à ce que l'équilibre s'établît entre les quantités de vapeur produites et dépensées. Ces deux cas se présentent dans les expériences suivantes.

Expér. VII. Une machine locomotive semblable à celle qui est représentée, fig. i et 2 , Pl. XII, munie de deux cylindres de 9 P °' Co m, a3) de diamètre chacun, a parcouru en 43o"uu espace de 1 164^ (35 4" 7 7) sur une rampe de o~oo95 par mètre, en traînant à sa suite 12 chariots pesant chacun 9408'"- (4265 "' 72) ; le bouilleur avait 9* (2"74) de long sur 4 pi C 1 "^ 2 ) de diamètre; la pression de la vapeur dans la chaudière était de 5o liT * par pouce carré (3 tikm '±). La longueur de la course du piston étant d'ailleurs de 2* (o".68), et le diamètre des grandes roues de ùj* 0 ' (o"*94), on voit que le piston a décrit 480 pi pendant la durée totale du voyage , c'est-à-dire que sa vitesse a été de 8o pi * (24".98) par minute.

D'après cela la machine a dû dépenser 122,1 ia 1 " c " b - ( i" CBb 99 5) de vapeur par minute. Or , en supposant la chaudière capable de vaporiser 94 gall. (427'"*) d'eau par heure, ainsi qu'il résulte des expériences de la table II , on voit qu'elle pouvait fournir à chaque minute un volume de i7i,363 po eah (2 m .y6) de vapeur sous la pression de 5o li * par pouce carré ( 3* ,fcœ 7 ). La vapeur arrivait donc toujours avec abondance, et comme d'ailleurs la vitesse du piston était peu considérable, la pression devait être sensiblement la même dans la chaudière et dans les cylindres.

Expér. VIII. Dans une nouvelle expérience, cette machine a remonté la même rampe dans l'espace de 175", en traînant cinq chariots chargés. La vitesse des pistons étant ici de i65*' (5o m .28) par minute , la dépense de vapeur devait s'élever dans le même temps à 25i,83i po cub - (4 m - c " b io>

Or, la quantité d'eau vaporisée était, comme précédemment, de 94" â " (42 7 U< ) environ par heure, lesquels ne produisent, par minute, que 1 7 1 ,363 ,w • cob - de vapeur sous la pression de 5o 1 "' par pouce carré. Ce volume étant insuffisant pour la consommation de la machine, la pression de la vapeur, qui, au commencement de l'expérience, était de 5o par pouce carré, a dû nécessairement diminuer graduellement jusqu'à ce qu'il se soitëtabli un état d'équilibre entre la quantité de vapeur produite et dépensée. La vitesse du piston, qui d'abord avait une valeur considérable , est devenue uniforme , et la pression a conservé une valeur constante de So 1 '" environ par pouce carré (2 u, 'io par centim. carré).

En résumé, la vitesse des machines locomotives est réglée par la quantité de vapeur qui peut être produite dans un temps donné et sous une pression déterminée. Il serait donc tout à-fait inutile , pour donner à la machine une plus grande puissance , d'augmenter les dimensions du cylindre, si Ton ne pouvait augmenter en même temps la puissance de vaporisation de la chaudière.

Nous allons chercher maintenant à l'aide des expériences précédentes , à déterminer le travail effectif qu'une machine locomotive peut produire sur un chemin de fer , ainsi que la quantité de combustible dépensée pour accomplir ce travail.

On voit, d'après les expériences I et II (table II), qu'une machine peut traîner 36' 00 ' avec une vitesse de 5 mil - (8046"'). à l'heure; et 48 toB avec une vitesse de 4 -t,, -J (766$*'). La machine qui a fourni ces résultats avait un foyer de 6**' 7 (o° Le *6a84) d'étendue; la surface exposée à l'action directe de la chaleur était de 10* T (o ra c 07), et la partie exposée à la flamme et à l'air chaud était de ai*'* (1— 9 5).

Dans l'expérience V (table 111), la surface du foyer était de 7 f,c * (o" e 65); la surface exposée à la chaleur de n pi e | (i ro e o68a), et celle qui recevait l'action de la flamme avant son passage dans la cheminée était de 2Q pi,r ' { (2 m ' r 'j6). La surface totale était donc d'un tiers environ plus grande que dans le cas précédent, et nous voyons aussi que l'effet produit s'est trouvé considérablement augmenté ; car cette dernière machine a transporté 48 14 "'* 7 ( 49*°' 5o) avec une vitesse de 6 an '6 ( 10620) par heure. Si l'on remarque maintenant que la résistance augmente dans le rapport de 4 : 3 environ, lorsque le temps est défavorable, on conclura de ce qui précède, que Ion peut prendre pour mesure du travail de cette machine, un poids de 4o ,on - (4o' OD *62) transporté à une distance de 6"" 1 - (9655 m ) en une heure.

Tel était à peu près en 1 825, époque à laquelle se rapportent les observations précédentes, le maximum d'effet utde des machines locomotives à quatre roues. Dans quelques circonstances on s'était servi île machines plus lourdes, et présentant une surface plus étendue à l'action de la chaleur. Dans la machine de Wylam , le tube qui contenait le foyer, au lieu de traverser directement le bouilleur, revenait sur lui-môme, et se terminait du même côté que le foyer même. Au moyen de cette disposition , on augmentait, il est vrai , la surface de vaporisation ,

DES CHEMINS DE FER. 189 mais on diminuait l'étendue du foyer, puisque l'extrémité du tube occupait une partie de l'espace qui aurait dû lui être réservé. Aussi , bien que l'on obtînt de cette manière quelque économie dans la consommation de houille , le travail effectif de la machine restait à peu près le même. En définitive , le plus grand travail des machines employées à cette époque consistait, comme nous l'avons dit dans le transport, d'un poids de 40""' (4o" >0 62) à une distance de 6 m " (9655" ) en une heure ; ce qui représente environ le travail de sept chevaux , non compris la force nécessaire pour le transport de la machine elle-même. La consommation de houille était d'ailleurs considérable relativement à l'effet produit.

Les observations que nous venons de citer peuvent nous servir aussi à déterminer la consommation de combustible dans les machines locomotives. Les expériences des tables II et III ont été faites avec deux machines que nous avons désignées par les numéros 1 et a. Ces machines sont de construction semblable , et ne diffèrent que par les dimensions du foyer. Le bouilleur , comme on le voit dans la Pl. XII , fig. 1 et 2, n'est pas exposé directement à l'action du feu; il est seulement traversé par un cylindre au milieu duquel est placé la grille qui porte le combustible; ce sont les parois de ce foyer qui communiquent la chaleur à l'eau contenue dans le bouilleur. La surface de liquide exposée à l'action du feu se trouve ainsi égale à la moitié de la surface du cylindre. Dans la machine n\ 1 , le foyer a 2o p ' (o*- 5i) de diamètre, et dans le n°. 2, 22*° (o m -55); les dimensions de la cheminée présentent une différence analogue. Du reste, les deux machines sont, comme nous l'avons dit, exactement semblables.

Cela posé , si l'on compare les expériences 1 et IV, dans lesquelles la charge est la même , on voit que la quantité de charbon consommé par la première machine pour un espace de 632 80 yards, est de 2534 . La seconde machine a consommé 1487 ,iT ' pour parcourir sur la même route un espace de 452 00 yards , et par conséquent pour une distance de 632 80 yards , elle eût dépensé 1 487 UT x -f~r ou 2 1 01 .

■ 9o TRAITÉ PRATIQUE

Ainsi, pour une même distance parcourue, les quantités de combustible dépensées dans les deux cas sont comme 2534 et aïoi. Il est à peine nécessaire de remarquer que cette différence dans la consommation du combustible dépend en grande partie de l'étendue de la surface exposée à l'action du feu et de l'air chaud. En effet, dans les tubes étroits, l'intensité de chaleur nécessaire pour produire constamment une quantité convenable de vapeur déterminant une combustion plus rapide , le charbon sort imparfaitement consumé et à une température fort élevée. Dans des tubes plus larges, l'intensité de la chaleur est moindre, et le charbon éprouve une combustion plus parfaite; en même temps le foyer présentant une surface plus étendue, l'eau du bouilleur absorbe une plus grande quantité de calorique.

En rapprochant les expériences H et III , faites avec la même machine , et dans des circonstances exactement semblables, on voit qu'avec neuf chariots pesant 73i <,ubu 4-, et sur une dislance de 8388o yards, la machine a dépensé 2 534 de charbon, et qu'avec douze chariots pesant 975 q ' ii, \ elle a dépensé i546 u ' pour une distance de 40680 yards. La quantité de combustible consommée dans ce dernier cas pour une longueur de 8588o yards , aurait donc été de 3263 Ainsi les quantités de combustible dépensées avec neuf chariots d'une part , et douze choriots de l'autre, sont dans le rapport de 2 534 • 3263. Nous avons vu précédemment que le frottement delà machine était de 426 1 "', et celui de chaque chariot de 3o Ut ' 85; la résistance est donc égale, dans le premier cas, à 426 H- 3g , 35 x 9 ==p 780 1 "\ et dans le second cas, à 426 + 39, 35 x 12 = 898"'. Or 2534 : 3263 : : 780 : 1000 " environ; en sorte qu'ici la consommation de charbon est plus que proportionnelle à la résistance. Nous avons déjà annoncé que l'accroissement de poids du convoi produisait dans toutes les parties de la machine un excès de frottement; cette circonstance doit sans doute influer sur le résultat que nous indiquons. Cependant c'est en général l'état défavorable des rails qui contribue le plus à augmenter la consommation de la houille.

Enfin si nous comparons ensemble les expériences IV et V, nous remarquerons que, dans la première, la distance totale parcourue par la machine est de 4^200 yards , et la quantité de charbon consumée de 1487 Mais les roues avaient 3*" de diamètre, et comme la dépense de combustible pour une même distance parcourue , est en raison inverse des diamètres des roues , il s'ensuit qu'avec des roues de 4* la consommation n'eût été que de iii5 n \ D'un autre côté, la machine a dépensé , dans l'expérience V, 587 de combustible pour une distance de 20020 yards; elle eût donc consommé 1 325 Ut ' pour parcourir 45200 yards comme dans le premier cas. Il suit de là que les quantités de charbon dépensées pour remorquer neuf chariots d'une part, et douze chariots de l'autre, sont entre elles comme m5 : i3a5 , les résistances correspondantes étant d'ailleurs dans le rapport de 780 à 898. Or 1 1 15 : i325 : : 780 : 926; en sorte qu'ici la dépense de charbon est sensiblement proportionnelle à la résistance. La différence que l'on observe entre les deux chiffres est inférieure à la limite des erreurs qui peuvent être dues aux. différens états de la route. D'après ce résultat, on peut admettre dans la pratique que la dépense de combustible nécessaire pour remorquer avec une même vitesse des charges différentes, est proportionnelle à la résistance due au frottement du convoi et de la machine.

Quant à la dépense absolue de combustible, elle varie beaucoup suivant la disposition de la chaudière. Watt, qui a recherché avec l'attention la plus soutenue les moyens de diminuer la consommation de combustible, estime que, dans les fourneaux les mieux combinés, il faut une surface de 8^ (o m ' c "74) pour vaporiser en une heure i* i - e "*- (o~ e 028) d'eau; et que, dans ce cas, 8 ,iT 4 (3 w "8i) de houille suffisent pour réduire en vapeur i pi cul " (o~ c 028) d'eau; c'est-à-dire que pour vaporiser en une heure i" e d'eau, il faut environ 26" c " de surface de chaudière, et i35 ul 90 de houille.

Les expériences précédemment décrites donnent sur ce point les résultats suivans :

19a TRAITÉ PRATIQUE

TABLE IV

HQMBkOS

des expériences -

TOLOME

d'eau vaporisé en une heure.

soitace exposée « la chaleur.

QOSRT1TX DE HOOILie

consommée pour vaporiser 1 mètre cube d'eau.

COXSOSfMATIOa

de bouille par tonneau et par kilomètre.

Watt.

m.enb.

o. 34o 0. 45o 0. 5oo

m. cw.

a. 9a a. ga a. 9a 3. 82

kil.

°- il

Les trois premières expériences donnent moyennement y m c et les deux dernières 9™ *66 de surface de chaudière pour i n - e - d'eau vaporisée; tandis que, d'après Watt, cette surface doit être de aG"- e \ Aussi voit-on que la consommation de combustible est moyennement de 3o8 kil 73 pour i n enb - d eau, tandis que Watt , ne la porte qu'à 135^ 90.

Dans ces expériences, la consommation de houille varie de 2 ] "g à i'" 6o par tonneau et par mille (o u 80 à o k "44 P ar kilomètre et par tonneau), non compris le poids de la machine. On a trouvé sur le chemin de fer de Killingworth , après plusieurs années d'expérience, que cette consommation était de a u *i2 par tonneau et par mille (o ka, 85 par tonneau et par kilomètre). M. Story annonce que sur le chemin de fer de Darlington elle s'élève à â ,iT i6 (o ki, *59 par tonneau et par kilomètre). MM. Locke et Stephenson (ouvrage sur les avantages relatifs des machines fixes et locomotives, page 18), décrivent une expérience faite sur le chemin de fer de Bolton et Leigh. Dans l'espace de douze heures, une machine locomotive a traîné 1 58 chariots chargés de marne et de sable, et pesant chacun tf 00 * -, non compris le poids même des chariots, à une distance de i™" ,4. La consommation de houille a été de iS***- ( 76 1 "73 ), et la dépense d'eau de i** (5o ka 78), ce qui équivaut à a K *o 3 de houille par tonneau et par mille (0* 56 par tonneau et kilomètre). Les trois dernières expériences, citées dans la table précédente, donnent moyennement a'" 1 o

DES CHEMINS DE FER. i 9 3

par tonneau et par mille ( d w 55 par tonne et par kilomètre ). Mais dans ces expériences, la machine, après avoir tramé les chariots chargés, ramenait les chariots vides en dépensant inutilement une partie de son combustible. On peut admettre que sur un chemin horizontal, et avec une charge constante, la consommation se trouverait diminuée d'un quart environ, en sorte qu'elle ne s'élèverait qu'à i""- 60 par tonneau et par mille ("o kiL 44 P ar tonneau et par kilomètre).

Dans la première édition de cet ouvrage, nous annoncions que le transport de 48 ta ™*75 (49 ,ODn '4°)> y compris le poids des chariots, ou de 3i Uma S (3a. 28) de marchandises à la distance de i""- ( 1609"'), exigeait une consommation de 5i'"55 (aZP'Zj) de charbon; ce qui équivaut à i ,lT G2 par tonneau et par mille ( o a, ^5 par tonneau et kilomètre). Nous avons vu d'ailleurs que la consommation de houille était proportionnelle à la résistance de la machine et du convoi Or, dans le cas que nous citons, cette résistance était de 8q8 Ut -; à savoir, £26*"' pour la machine et 472 ,iT * pour le convoi. Si donc l'on appelle généralement F la résistance de la machine et F" celle d'un convoi quelconque , la quantité de combustible nécessaire pour traîner ce convoi sur un chemin de fer horizontal et à la distance d'un mille sera représentée par

X 8 J 8 F ^~ F \ Si le mouvement commercial n'a lieu que dans une seule direction , et que la machine ramène les chariots vides, la con-

sommation de houille sera égale a ----- pour une vitesse

moyenne de 5 rail- ( &o$6 M - ) par heure. Peut-être conviendrait-il, dans la pratique, d'adopter cette dernière expression, à cause des pertes de vapeur qui peuvent se présenter accidentellement. Cette formule s'applique aux machines locomotives à simple bouilleur, de la construction la plus parfaite. Uue expérience faite sur une machine dont le bouilleur était composé d'un double tube a donné pour résultat une consommation de i ,iT 6o par tonneau et par mille (o WL 44 par tonneau et kilomètre ).

ïfl4 TRAITÉ PRATIQUE

Nous avons déjà dit qu'en 183 5 on pouvait prendre, pour mesure du travail des machines locomotives, un poids de 40 tonnes (40*°" 62 ) transporté à la distance de 6 m]l (9655" ) en une heure. A cette époque la disposition de ces machines ne permettait pas d'obtenir de grandes vitesses. On ne pouvait leur donner une puissance suffisante qu'en augmentant soit l'étendue de la surface du bouilleur, soit l'intensité du feu. Or, tout accroissement dans les dimensions du bouilleur devait accroître aussi le poids de la machine; et d'un autre côté, si l'on augmentait l'intensité du feu, la dépense de combustible, déjà trop considérable, devenait énorme. Aussi tant que les bouilleurs furent composés d'un cylindre unique ou même double , le perfectionnement des machines locomotives ne fît que peu de progrès. Sur le chemin de fer de Darlington on essaya , il est vrai, l'emploi d'une machine dont le bouilleur présentait une surface beaucoup plus étendue; mais il résulta de cette disposition une telle augmentation de poids, qu'il fut nécessaire de placer la machine sur six roues.

Au printemps de l'année 1 829 , le chemin de fer de Liverpool à Manchester étant près d'être terminé , les directeurs songèrent à fixer le genre de moteur qui devait être employé sur cette ligne. Déjà en 1828 ils avaient chargé une commission d'examiner les chemins de fer des comtés de Northumberland et de Durham , où l'on emploie des systèmes très-variés. La commission, après avoir visité les chemins les plus perfectionnés de ce district, revint sans pouvoir décider quel était le genre de moteur le plus avantageux pour la compagnie. La seule conclusion à laquelle elle soit arrivée , suivant M. Booth , c'est que l'étendue du mouvement commercial entre Manchester et Liverpool rendait l'emploi des chevaux complètement impraticable. 11 ne restait donc plus à choisir qu'entre les machines fixes et les machines locomotives. Les directeurs, pour juger quel était celui de ces deux svstèmcs qui méritait la préférence, chargèrent deux ingénieurs de visiter les chemins à rails de Darlington et de Newcastle, et d'examiner

DES CHEMINS DE FER. ig5

avec attention les résultats fournis par ces deux genres de moteurs. Ils s'adressèrent dans ce but à MM. Walker de Limehouse et Rastrick de Stourbridge. Ces ingénieurs firent une tournée sur tous les chemins de fer du Nord, et présentèrent aux directeurs les résultats de leurs observations. Leurs rapports, bien que publiés séparément, renferment les mêmes conclusions. A cette époque, c'est-à-dire au mois de mars 1829, les diverses machines locomotives employées sur les chemins de fer que visitèrent MM. Walker et Rastrick , effectuaient les quantités de travail indiquées dans la table suivante. Cette table, présentée par M . Rastrick, fait connaître en même temps la quantité de travail que peut fournir la machine de dix chevaux proposée par cet ingénieur, de concert avec M. Walker. Le rapport entre le poids des chariots et celui des marchandises est le même que celui dont MM. Walker et Rastrick ont demandé l'adoption pour le chemin de fer de Liverpool à Manchester.

TRAITE PRATIQUE i TABLE V.

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