CHAPITRE, ill

Dts CSâalOTt EMTLOTis SVK t» CIIHlirt M r».

Lks chariots employés sur les chemins de fer présentent des formes très-variées, smvant les différentes espèces de marchandises qu'ils sont destinés à transporter. Aussi n’essaierons-nous pas d'en donner une énumération complète;' nous nous contenterons de faire connaître le mode de construction des roues, des essieux, des boîtes d'essieux et des ^verses pièces dont la disposition dépend uniquement de la nature de la roue.

Pendant long - temps on n'a employé sur les chemins de fer que des roues en bois, composées, tantôt d’une pièce unique, tantôt de’ deux ou trois pièces reliées ensemble par des chevilles, et maintenues par des plaques de fer en S, clouées sur les joints. Sur un des côtés de la jante on ménageait un rebord destiné à guider la roue sur le rail.- Quant aux essieux, ils étaient en fer forgé, et fixés à demeure dans les moyeux, de sorte qu’ils’ tournaient en même temps que les' roues.

L’emploi de ce genre de roues présentait un ^ve inconvénient : il était en effet presque impossible de leur donner une forme parfaitement circulaire , et il en résultait que le centre de gravité du chariot, au lieu de se mouvoir parallèlement à la surface des rails, éprouvait un njouvement ■vertical qui consommait 'inutilement une partie pins ou moins considérable de la force motrice. On a cherché à éviter cet inconvénient par l’emploi des roues en fonte.

Il serait assez difficile de préciser l’époque à laquelle on commença

à mettre en usage ce dernier genre de roues. On trouve dans un dictionnaire des sciences et des arts, publié en 1754, le dessin d’une roue en fonte employée pour les chaj’iots, qui transportaient les pierres d’une carrière des environs de Batli. Cètte invention est citée dans l’ouvrage comme olfrant une supériorité iueontestable sur le système adopté aux liouillères de Newcastle; d’où l’on doit conclure que, dans cette dernière localité, les roues en fonte n’étaient pas encore en usage à cette époque. Nous ne saurions dire combien de tepips après elles y forent adoptées; mais il paraît qu’en iy 63 on employait généralement deux roues en fonte et deux en bois. Ces dernières étaient seules soumises à l’action du frein , destiné à modérer la vitesse dans les descentes rapides.

Au reste, l'emploi exclusif des roues en fonte, a été long-temps combattu par un grand nombre d'objections, et ce système n’a été généralement admis qu’après que l’on a eu acquis une connaissance plus approfondie des propriétés du fer fondu, et surtout après l’introduction des rails en fonte, siu* lesquels les roues en bois n’ét^ent plus applicables.

Les roues en fonte employées aujourd’hui sur les chemins à rails plats, s<jnt ordinairement formées d’une seule pièce; leur épaisseur à la jante est environ de 3 à 3 pouces (o".o 5 i à o“.oy 6 )-, mais vers le moyeu cette épaisseur est plus considérable. Elles sont mobiles autour des essieux, et ces derniers sont fixés au corps du chariot. Du reste, la forme des roues est variable ; les unes ont des rayons semblables à ceux des voitures ordinaires, les autres sont massives et percées seulement de quelques ouvertures pour diminuer leur poids.

Les roues employées sur les rails saillans ont onliu'airement six ou huit rayons; leur épaisseur est d’environ 4 pouces (o'".io) à la jante, et de 7 pouces (o".i8) au moyeu. Ce dernier est percé d’un trou quai’i'é destiné à recevoir l’essieu.

DES CHEMINS DE FEB. 3S

La /{y. t, PK VI, doBue une idée' de leur disposition; y represenu le moyeu, a la jante garnie d’un rebord saillant b, qui a pour objet de guider la roue sur le rail, et que nous nommerons filet. Le diamètre de la rone n’est p^ constant sur toute k largeur de la jante; il augmente vers le point b. Cette forme coni<{n'e de la jante tend à l’éloigner du rail, et, par suite, à diminuer le frottement de la face latérale de ce dernier contre le filet de la roue. Cependant, si i’on ne se tenait pas à cet égard dans de justes limites, le mouvement ' du chariot deviendrait iiréguber, et le rail ‘éprouverait une pression latérale qui tendrait à le déverser en dehors de la voie. Quant à la hauteur du filet, elle est ordinairement d’environ i pouce (o“.o 25 ), dimension que l’expérience a démontrée suffisante pour maintenir la roue sur le rail.

On a élevé contre l’emploi des roues en fonte une très-forte objection, fondée sur ce que les rails, surtout quand leur surface est étroite, tendent à former ime rainure dans les jantes des roues. Cette rainure, lorsqu’elle avait acquis une certaine profondeur, non -seulement donnait lieu à un frottement considérable, mais encore produisait sur les rails une pression latérale capable de les rompre. De plus, les arêtes saillantes de la rainure exerçaient sur les parties latérales du rail une action destructive, et souvent même brisaient, sur toute sa longueur, le rebord intérieur. On parvint à remédier, jusipi’à un certain point, à ce grave inconvénient, en augmentant la largeur des rails; mais les frais d’entretien i-estèrent toujours fort considérables.

Ce n’est que depuis un petit nombre d’années que l’on a complètement surmonté cette difficulté, à l'aide de la trempe en cotjuille (case-baniening), opération qui consiste à couler la ‘jante daiK un moule cylindrique en fer froid; la fonte, par le refroiilissement subit qu'elle éprouve dans le moule, acquiert une- telle dafeté, qu’elle ré-

siste à l'action dé ia lime, et ne peut plus être attaquée par les rails. ' , •

Ce procédé piéseiita dans l’origine de graves dilficultés. Le métal , exposé à un abaisséincnl de température trop rapide, n’éprouvait pas dans toutes st»> parties un retrait uniforme, et souvent se hrisait en éclats. La jante se refroidissait la première, et ne sé prêtait plus ensuite à la contraction d»s> rayons; en sorte que ces derniei-s, s'ils ne .se séparaient pas iuuuédiateinent de la Jante, restaient du moins dans un tel état de tension , que le moindre choc sullisait pour causer leur rupture. On imagina plusieurs moyens pour prévenu- ce danger ; les uns consistaient à donner plus d'épaisseur à la jante qu'aux rayons, aTm d'accélérer le refroidissement de ces derniei-s; les autres, à former le moyeu de deux pièces que l’on reliait ensuite par des cercles en fer. . .

i MM. Losh et Stephenson ont proposé de construire les rayons en fer malléable, de manière à ce qu’ils pussent céder au retrait inégal occasioné par la trempe en coquille. Ce système, pour lequel ils ont obtenu un brevet d’invention, est représenté, y7g. t, PI. VL Les rayons sont en fer malléable, ainsi que nous l’avons dit, et taillés à queue d’iiironde à leurs extrémiu^ ; ou les place dans le moule avant de cou-^

1er le reste de la roue, et ils se trouvent ainsi reliés avec le moyen d’une part, et de l’autre avec la jante. La contraction produite par le refroidissenient du métal donne à l’assemblage une telle solidité, que l’on n’a plus à craindre aucun jeu dans le système. Dans l'oi igine, les rayons étaient droits, et au nombre de six, comme l’in<lique la ligure; mais l’expérience a prouvé depuis, qu’il était préférable d’en augmenter le nombre, et de leur donner la forme en S, qui se prête mieux à l’effet de la contraction des jantes. .

•Le procédé de la tr.empe en coquille, ainsi perfectionné, a produit

une économie considérable dans les fiais d’entretien des chai'iuts. Aujourd’hui les roues bien trempées peuvent être employées pendant plusieurs années, sans exiger la moindre réparation. Nous avons sous les yeux des roues qui, après huit airs de service, sont encore en bon état, et qui, selou toute apparence, doivent durer long-temps encore..

Nous sonunes de plus portés à croire que ce moile de coulage donne au œntour de la roue une forme plus exactement circulaire; ce qui diminue la perte de force causée, a>mme nous l'avons dit plus haut , par l’irrégularité de la circonférence.

On a prétendu que la dureté des roues trempées en ciKpiilIc les .

exposait à couper les rails; mais il nous semble qu’un pareil incon- • véiiient n’est pas à craindre lorsipie les surfaces en contact présentent, comme dans le cas actuel, une gnmde largeur, et surtout lorsque la surface roulante est à la fois la plus large et la plus tliin*. Au reste, nous avons souvent examiné avec le plus grand soin raction exercée sur les rails par ce genre de roues, et nous n’avons jamais rcmar- ({uéla moindre trace d’une semblable altération. Les roues ordinaires , au contraire, pour peu que la surface de la Jante soit éhrécliée, «létériorenl promptement les raik en fer; leur périphérie, ainsi dentelée, brise les parties latérales de la surface supérieure du rail, et n'en laisse subsister que le centre. Cot effet s’ol>serve sur toas les

chemins de fer où l’on a long-temps employé des- roues ordinaires.

Les roues trempées en coquille, dont nous venons d'indiquer les avantages, ne peuvent s’appliquer avec succès au* cliariots d<“stinés à se mouvoir avec une grande rapidité. Il paraît indispensable, lors^ que l’on se propose d’obtenir une vitesse considérable, tl’employer une substance moins ca.ssante. Aussi voit-on que, dan.s les machines de Killingvvorth , les roues en fonte sont garnies de jantes en fer forgé.

MM. Stephenson et corap'. construisent également pour leurs machines des roues en fonte ou en bois garnies «le jantes en fer.

ÎS TRAITÉ PRATIQUE

MM. Jooes, de Loodres, ont employé im procédé semblable; mais ils y ont ajouté une disposition particulière pour laquelle Us ont obtenu un bre\et d'inveuiion, rapporté dans le sixième volume du Repertory of Palsnls, page 279. Leur système consiste à serrer les rayons dans le moyeu avec des vis et des écrous, de. manière à éviter tous l<-s cll'orts <|ue j)eut faire naître l'inq;ale dilatation de la Jante ( 1 ).

^kes ^ra^soiit généralement construits eu fer malléable; leurs ‘ extrOTiités sontrf|nari ée-, et s’ajustent dans une ouverture pratiquée j|.a Cft effet dans It; moyeu de la roue. Leur dimension dépend nécessairement du diamètre des roues, et de la charge qu’ils sont destinés ^ à supporter. Dans les chariots employés aux environs de Newcastle pour le traasport de la houille, leur diamètre est de 2 pouces -f, fo"‘.o 63 ), à 2 pouces |, (o'.oyo); celui des roues est de 3 pieds (o.piS), et le poids des chariots, y compris sa charge, s’élève à plus de 3 tonneaux ( 3 ,o 44 '^ .82).

Le chariot repose sur l’essieu par. l’intermédiaire d'une boite ou crapaudine fixée invariablement à sa charpente, et dans laquelle l’essieu peut tourner librement. La crapaudine porte une saillie latérale qui dépasse le corps du chariot, et qui, s’appuyant sur le rebord y du moyeu, prévient le contact du chariot et de la roue. Cette saillie est toujours graissée ou huilée avec soin , afin de diminuer le frottement, dans le cas où le chariot viendrait à s’incliner par suite de la différence de niveau des deux rails. On obtient le même résultat en plaçant sur l’essieu un collier qui l'embrasse sans le serrer , et qui frotté contre le rebord f du moyeu. Les crapaudiucs ou boites d’essieux ont été successivement construites en fer malléable, en cuivre et en fonte; ce dernier mode nous parait le plus convenabfe.

(f) Voyct la note i à la fm du cliapitrr.

UES CHEMINS DE FER. 39

iF nous reste à parler des freins destin»^ à modérer la vitesse des chariots sur les pentes rapides. Ils sont ordinairement formés de deux pièces de bois de hêtre qui pi'essent contre les roues, et prodtâsent ainsi une résistance considérable. Un de ces freins est représenté en abc; Jîg. 6, PI. VI. Le bras de levier a A, au moyen duquel on fait agir les pièces cc, est construit soit en bois soit en fer, et est fixé par un boulon ou une chev ille a à la cliai-pente A B duçhariot, qui lui sert de point d’appui. Quand le frein est au repos, ou arrête .son extrémité h an moyen d’un crochet qui empêche* les pièces 1c c ‘ de porter contre les roues. ' — ,

Dans l’origine , le frein ne se prolongeait pas au delà de a , et n’agissait ainsi que sur la roue de derrière. On employait pour les pentes très-rapiiles<leux freins distincts placés chacun d’un coté du chariot, et réuuis à leur extrémité i par unébarre transversale, qui permettaitàun seul homme de les manœuvrer à la fois. Ce n’est que plus récemment que l’on a imaginé de prolonger le frein au delà du point a, et de le faire agir simultanément sur les clpux rôues de devant et de derrière. Quelquefois, lorsqu’il est nécessaire d’obtenir une résistance plus con-. sidérable, on emploie un double bras de levier (O- *

Nous terminerons tout ce qui est relatif à la disposition 'des chariots employés sur les chemins à rails, en décrivant succinctèmént quelques-uns de ceux qui sont en usage sûr les principaux chemins de fer de l’Angleterre.

Les chiariots destinés au transport de la Houille pré^ntent généralement la forme d’une trémie , ou plutôt d’un tronc de pyramide renversé. Dans l’origine des chenïins à rails, comme la route était constamment en descente vers le point de déchargement, on

(1) Voyet la note a i la fin du chapitre.

donnait aux roues de devant un plus grand diamètre qu'à celles de derrière, a|in de maintenir le chariot dans une position sensiblement horizontale. Mais on a peu à peu abandonné ce système, et employé exclusivement des roues du même diamètre. Du reste le modèle que nous indiquons ici, est fort convenable, lorsque les chariots doivent être déchargés par le fond, ainsi que cela se praticpie dans le nord de l’Angleterre.

Lorsfjue la houille est destinée à être transportée dans les villes,

11 convient d’adopter une forme différente. Dans ce cas, le chariot floil être construit de manière à ce qu’il puisse marclier sur les routes ordinaires , ou du moins la caisse doit pouvoir se poser sur des roues de recliange.

Les I, 2 , 3 PI. VII, représentent en plan et élévation les chariots destinés au trausport de la houille sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester.

La caisse du chariot AA est quarrée, et peut contenir 25 quintaux ( ,55) de houille. Sur le châssis CC sont fixées des pièces de bois transversales b b , (jui sont recouvertes de plaques de fer dispo- , sées comme celles d’un chemin à rails plats. A la partie inférieure de chatpie caisse sont fixés quatre petits rouleaux qui marchent sur les rails plats dont nous venons de parler. On évite le frottement de la caisse contre les rebords verticaux des rails, en adaptant au châ.ssis de petites roulettes horizontales (^g. 5, PI. VII). Les caisses sont main tenues, pendant le trajet, au moyen de deux crochets gg qui peuvent tourner autour de leur point d’attache, et s’appuient à leur extrémité sur le châssis du chariot.

Lors^cle convoi est arrivé à sa destination, on place chaque caisse sur une charrette à un* cheval. Cette charrette est garnie de petits

OEfr Cüf MlIfS J>£ F£R. 4,

rails plats qui correspondent exactement à ceux du chariot; de sorte qu’on peut faire passer avec la plus grande facilité les caisses d’une voiture sur l'autre. On emploie le même système pour replacer les

caisses vides sur les chariots du chemin de fer.

Le corps du chariot est supporté par des ressorts dont le milieu repose sur les boîtes d’ess^ux, et dont les extrémités s'appuient sur des plaques de fer fixées au châssis. Les boîtes d’essieux glissent verticalement entre les guides m m; elles sont formées de deux pièces, séparées par une rondelle de cuir, et réunies l’une à l’autre au moyen d’une frette. La pièce inférieure est destinée à empêcher la perte de l’huile, qui est fournie d’mie manière continue par une mèche en .syphon, renfermée dans une boîte en étain (1).

(1) Voir U Btttt 3 à la lin du chapitre.

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4> TRAITÏ PRATIQUÉ •

NOTES

DES TRADUCTEURS

•• " • ffote I. : • r ,•

■ Nous avons ajouté, fig. a, pl. VI, le détail des roues le plus ordinairement en^loyées sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester. Ces roues sont en fonte ; le mo^eu est composé de deux pièces que l'on assemble à l’aide de deux 'cercles en fer, après avoir introduit l'essieu dans l’ouverture qui lui est destinée ; les deux cercles sont serrés ensuite contre le moyeu par des coins en fer. — Dans la roue que nous représentons, l’extrémité de l’essieu est carrée, mais souvent on lui donne une forme cylindrique; dans ee dernier cas, on fixe l’essieu au moyeu par une cheville qui les traverse Tunet l’autre. -^Souvent aussi l’on fait usage déjantés en fer forgé appliquées su? des roues en fonte, à peu près semblables à celles que nous venons de décrire. *

Nou.s avons représenté, figi 3, pi. VI, le détail du modèle de roue proposé par MM. Jones. La jante de cette roue'est en fer forgé; la partie immédiatement contiguë à la jante est en fonte. Le moyeu est en fer et porte une rondelle en fonte qui recouvre les écrous ! les rayons qui sont en fer forgé, sont fixés au moment de la fusion dans la partie en fonte du cercle de la roue.

La Cg. 4 représente une roue en fer et en bois, adoptée par MM. Mcllet et Henry, sur le chemin de fer de la Loire. La jante de cette roue est en fer, la partie intérieure du cercle contiguë à la jante est en fonte , elles rayons sont en bois.

Note a.

Nous avons ajouté, fig. 5 , pl. VI , le dessin d’un genre de frein plus puissant que relui qui est représenté, fig.6; il est composé, de même, de deux pièces frottantes ee , qui agissent chacune sur une roue dilTérente ; mais ici ces pièces sont fixées sur

DES CHEM ms DE FER. 4I

deu br»« de Uner wlicaoi nittafH, nobilct aülottr de* point* <i‘ét a" , et ee* derniers *ont lié.* , au moyen de deux 'articidalions , à un autre terier coudé , mobile autour du point o. D'après cette disposition , lorsqu'on abaisse l'extrémité do lerier o c , on force les pièces ee à s’éloigner l'une de l'autre cl â appuyer sur les jantes. ' ' . ' ' ' ' '■

■ • ; ■ - JVatè 3 . ' • •

, Nous doqnons (fig. 1 < 4 < S, PL VII) tous les détails du cbariut employé sur le cbe-

min defor de Liverpool à Manchester, pour le transport de I4 bouille. 11 se compose de deux caisses reposant sur un chéssis commun. Chaque caisse peut se mouvoir il l’aide d’un système de roulettes verticale* et horixontales qui Jiiarchent sur des rails plats fixes an cbÂssis. Les caisses sont maintenue* sur le corp» du chariot au moyen de contrefiches en fer gg, indiquées dans l'élévation de face.

Lorsqu’on arrive à l'extrémité du chemin de fer, on roule les caisses ‘sur des charrettes disposées à Cet elTct, ainsi qu’on l’a indiqué dans l’onvrége. Parvenu an point de déchargement , on les vide en ouvant leur paroi latérale, qui peut tourner antonr de son arête supérieure. Cette paroi est maintenue durant le trajet par une barre de fm- transversale, retenue par des Crochets et indiquée dans l’élévatlon longitudinale.

Le châssis du chariot est supporte par des ressorts fixés au moyen de frcltcs sor les boites d’essieu. Ces frettes sont terminées par un boulon serre avec un écrou, qui appuie contre la partie inférieure de la botte. Leur forme est indiquée dons la coupe verticale de la botte d’cssïen par des lignes ponctuées. Cette boite est composée de deux parties liées ensemble par les lioulons des ressorts ; tlans la partie supérieure est pratiquée une cavité destinée à recevoir l'huile.

L’essieu est appuyé sur une pièce en cuivre indiquée dans les coupes par des hachures croisées. Son diamètre n'est ici que de o*\,o 4 à son extrémité, tandis que dans les chariots ordinaires il varie entre o,oy et 0,08; cette disposition ofl're l’avantage de diminuer d'une manière notable la résistance produite par le frottement de la botte. . •

La botte d’essieu glisse verticalement entre deux plaques de fer fixées au ebéssis, et réunies à leur partie inférieure par une petite traverse. Cette disposition suffit pour lier le chariot h la botte; ce qui permet dé laisser glisser librement les extrémités des ressorts sur le chAssis.

On voit ( fig. 6, PL Vil) l’élévation d’un chariot destiné au transport des cotons. Le chlssis est entièrement semblable k celui du chariot que nous venons de décrire ; mais les deux caisses sont remplacées par une plate-forme garnie en tûlc.

PI. VIII, fig. I et *, oQre let détail* de deux ckariota {Nrétentaut de* diipontioiw particuliéraa.

Le premier est employé sur le chemin de fer de DiU*IiDgton k Stocku». La.caisse est formée de plaques en tâle soutenues par des pièces demi-cylindriques en qui pénètrent dans l« châssis. Ce chariot, qui est destiné au transport des charbons , se décharge )>ar le fond. La partie inférieure est mobile autour d'une de ses arêtes latérales ,.et est retenue par des crochets qui sont fixés à deux barres de fer placées inférieurement. Les roues sont en lônte comme celles qui sont en uéage sur le che&iii de fer de Liverpool k Manchester, et le moyeu est divisé en deux ou trois pièces que l'on réunit avec des cerelee en fer forgé. On donne aux rayons La forme en S , afin qu'ils puissemt se prêter, sans se rompre, aux cliangemens de température. Les essieux sont carrés k leurs extrémités; leurs boites sont garnies intéricnrement de plaques de cuivré. ■'

Le.socond chariot est employé sur le chemin de Bollon k Leigh. La caisse est en bois ainsi que le châssis qui la supporte ; cclui-ci repose sur les essieux du chariot par rintermsdiaire de petites roues^ dont les axes tournent dons des boites formant corps avec celles dés grandes roues, et dont la circonférence s’appuie sur les essieux de ces dernières. Pour que le système conserve cette position, il 'est nécessaire que la botte maintienne , dans le même plan vertical , le centre des grandes et des petites roues, et leur laisse en même-temps du jeu dans le sens vertical. .On ronçoit alors que la résistance provenant du frottement des essieux des petites Voues contre leurs boites, se trouvera diminuée dans le napporl des rayons des roues et de ceux des essieux. Ce système feud ainsi le frottement beaucoup moindre ; mais il auj^ente le poids des chariots et leurs frais de construction.

DBS GUBMIMS DE FER.

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CHAPITHE IV

DU MOTBUM KHFLOTis «CR LE« CREHISS A RAIL*

Les chevaux étaient le seul genre de moteur employé sur les premiers chemins à raUs. Leur charge s’élevait en général à deux mr trois tonnes, y compriâ le chariot, et les penus de la route étaient réglées de manière à leur permettre de trahier constamment ce poids. Du reste on ne s'appliquait nullement à ix^ulariser le profd longitudinal du chemin; et, si l’on excepte les ravins profonds que l’on était forcé de comhler, et les collines abruptes que Ton nivelait au moins en partie, le tracé suivait toutes les ondulations du k>l. *

Ou ne s’attachait pas non plus à modérer la vitesse des chariots sur les pentes rapidt>s; et l'actioa du frein que l’on employait datis ce but était souvent insufli-santc. Dans les temps pluvieux, surtout, la surface des rails devenait extrèmeiuent glissante, et il n'était pas rare de voir les chariots, emportés av^îc une vitesSe excessive, renverser les chevaux, briser tout ce qu'ils rencontraient «ur leur passage, et enüii écraser le conducteur lui-méme. Ou s’opposait quelquefois à l’effet de l'humidité en répandant des cendres sur les rails; .souvent même on .suspendait entièrement les tranq>orts pendant les mauvais temps. Mais, lorsqu’au milieu d'une descente rapide un convoi était surpris par luxe ondée, on n’âvait aucun moyen de modérer la vitesse avec kqueJle il se trouvait sobitement emporté, et il ne restait d’autre ressource que de l’arrêter avec des cordes tendues eu travers de la route. Le dommage était faible si l’on parvenait à employer ce

ifi TRAITÉ PRATIQUE ’

moyeu avant que la vilesse acquise nç fût irès-coasidérable; mais, ilaiv^ le cas cuiUraIre, les cordes étafeiU inévitablement brisées par le choc, et leur rujuure était suivie des effets les plus désastreux.

Ces graves inconvéïiiens subsistèrent tant tpie les rails en lx>is ful'ciit en usage ; l’adoption des rails en fer, en apportant une gi-ande diminution dans la résistance, força <le recourir à de nouveaux moyens pour fraiicliir lus pentes rapides, et c’est ainsi (jue Ton fut conduit à la construction des plans inclinés automoteurs. Plus tard, lorsque les applications de.la machine à vapeur commencèrent à .s’étendre, on l’employa pour remorquer las convois sur les rampes des chemins à rails. Enfui, aux maçliiucs fixes , sucçéilèrent les machines locomotives, qui furent appliquées sur toutes les, parties de route sensiblement de niveau

Nous allons nous occuper successivement de ces quatre genres de moteurs; à savoir : les chevaux,' les plans inclinés automoteurs, les machines fixes et les machines locomotives.

■ • • 1 *. Che\>aïtx. * ' ’ ■

'Lorsqu’un cheval exerce nn effort de traction sur un chariot, il rejette sur le collier la partie de son poids nécessaire pour surmfjtiter la* résistance, et emploie la force muAcubirè de .ses jambes à souteitir cet effort et à jiorter on même teinj» son corps en ax ant. La force du cheval perut donc se décom'pbser cri deux parties, :celle cpiHl exrcc pour vaincre la résistance et' ccUe (Ju’ü emploie à se porter en avant. Les expériences faites jtisqu'à ce jour n’orrt .pas été - assez précises pour détei-minêr exàctément tpielle est ht valeur- relative de ces deux forces, ou, en d’aulrés fermes, quelle est la- partie de 1 effort consumt du cheval qui est employée à' transporter son propre

DES CflEMl.NS'DE PER.

, M. Desagulier fixe le travail d’un cheval à deux cents livres (90“' , 6o), mues avec une, vitesse de deux QÛlies et demi à l’heure (4098".) pendant huit lieurespar jour, ou deux cents livres (90“' ,60), transportées à vingt, railles ( 3 aigo".) par jour. M. Smeaton donne une évaluation moius forte. . . .

M. Watt estime la puissance d’un cheval à cent cin<][nante livrés (67^ ,95), mues avec une vitesse de deux milles et demi (4098”.) à l’heure. ^ .

Sans approfondir ici cette question, nous supposerons, i*. que l’effort constant d’un cheval , lorsqu il se meut avec uhe vitessé ordinaire, c’est-à-dire , de deux mUles et demi à l’heure ( 4098“. ) , peut être représenté par im poids de cent cinquante livres ( 67^‘' ,95 );

qu’un cheval de moyenne taille pèse envlroii dix quintaux ou 1120 livres (507^’ ). D’après cela, relforlque le chev'Sl exerce sur la charge se trouverait à peu près égal à f de son poids.

. Si la , route est en pente » il dépensera une portion de cette force pour élever son propre poids, et lot^ue l’inclimison atteindra y (o'". i 4 par mètre), tout l’elfart sera employé pour produire cet effet; de sorte que son action sur la cliarge deviendra nulle. Oti voit donc que, quand on ét^lit uq chemin de fer avec l’intention d’y employer les chevaux comme moteurs, il faut éviter les rampes avec le plus grand soin. Si la différence de niveau des’ deux extrémités du chçinin né permettait pas d'étaldir une faible pente sur toyte son étendue,' il faudrait <liviser la l^ne en plate^fonnes .successives, séparées .par des plans iiiclin»» de peu de longueur, sur losrpielsles chevaux seraient rcniplacés par un autre genre de moteur (i).

(1) Voir la note i à la fin du chapitre. ' . •»

TRAITÉ PRATÏQLe. r

• • ’ ■ i":' Plans inclinés automoteurs:' • '

On nomme plans automoteurs des plans inclinés, sur fesquels le poids d«is chariots descendaiis est utilisé pour effectuer la remonte des cliariots ascendans. Ce système, employé d’abord sur fjuelques canaux pour faire passer les bateaux vides d'un bief à l'autre, a été plus tard adopté sur plusieurs chemins de fer. Il est inapplicable lorsque le mouvement commercial est très- variable, ou lorsque la massé des transports est à peu près la môme dans les deux sens; mais il peut être employé avec avantage sur les lignes où la majeure partie des transports a Ueu en descente (i).

Le systèrne de plans automoteurs que nous allons décrire, est celui qui est en usage sur les chemins de fer des environs de Newcastle, (/%. I, PI. IX).

Au sommet du plan incliné est établie une poulie horizontale WW, sTir laquelle s’enroule la corde DD'E'E , qui transmet aux chariots montaas l’effort exercé par les chariots descendans. Cette poulie est or^nairement en fonte; elle a environ 6 pieds (i“.83) de diamètre, et porte six rayons. EUe est placée dans un trou carré, dont les parois, revêtues en maçonnerie , s’élèvent à peu près au niveau du chemin. Son axe tourne dans des crapaudines qui s’appuient contre deux cadres en charpente, placés l’mi au dessus et l’autre' au -dessoûs de la poulie. Le cadre supérieur est repr&enté en abcd-, il est rouvert, ainsi que tout rappareil, par 'une plate-forme sur laquelle sont fixés lés rails du chemin de 1èr. La direction de ces rails est intliquéè dans la figure par des hgnes ponctuées.

(!) Voir la note a a U fin du chapitre.

DES CHEMl?iS DE FEU. 4 <j

On réserve au sommet du plan un espace à peu près liorizontal, dont la longueur varie entic 20 et 3 o yards (i 8 ". 3 o et ' 27“.45) suivant le nombre de chariots qm doivent former le convoi.

Cet espace est destiné au stationnement, soit des chariots pleins qui attendent le moment.de la descente, soit des chariots vidés qui viennent de monter. C’est à l’extrémité de cette gare qu’est placée la poulie horizontale sur laquelle est enroulée la corde <le remorque.

Sur toute la longueur du plan et de la gare sont établis de petits rouleaux ou poulies espacés de 8 à 10 yards ( 7“»32 à g' iS). Ces rouleaux, représentés en s 5 s, empêchent la corde de s’user par son frottement contre le sol, et diminuent en même temps la résistance. Leur surface est quelquefois cylindrique, et garnie de rchonls destinés à maintenir la corde; leur- largeur , dans ce cas, est de 3 à 4 pouces (o", 076 à o’.ioa), leur .diamètre de 1 1 à 12 pouces (o“,a 79 ào“, 3 o 5 ), et leur poids de 2 1 à 25 livres C9“',5i à 1 1‘‘' , 33 ). Quelquefois aussi la goj^e de la poulie est concave ; sop poids est alors d’environ 20 livres (9“',o6), et son diamètre de i2 pouces (o", 3 o 5 ). Ces poulies sont établies sur des supports en bois ou en fonte; leurs tourillons sont en fer malléable, et ont un diamètre d’eüviron | de pouce (o“.oi9) (i).

Depuis le sommet jusque vers le milieu du plan incliné, sont établis trois cours de rails rrr, disposés de telle sorte que les convois montans et descendans passent chacun sur le rail du milieu et sur l’un des rails extérieurs. Au point où les deux convois doivent se ren- • contrer, le rail du milieu se subdivise en deux autres, comme on l’a •' figuré en BB, B’B’, de manière à former deux voies distinctes. Ces deux voies régnent sur une longueur suülsante pour permettre aux chariots de se croiser. Les quatre rails, convergent ensuite en CC'

(i) Nou( «joutons d«ns la PI.- IX In modèln des poulin en fonte iveo supports en bois employées sur le cketnin de lier de Liverpool II Maucbe&ter. ainsi que le modèle d'un support eu foute employé aux environs de Mew-Castle. ( Note det Irad. )

5o TRAITÉ l'RATIQtJE

pour lie plus former qu’une seule voie jusqu'au bas du plan. En ce point, comme au sommet,- est placée une gare dcstimie au stationnement des convois montans et descendans.

Les plans inclinés, employés sur les canaux, présentent généralement deux voies séparées sur toute leur étendue, et ce mode est aussi adopté sur plusieurs chemins de fer. Maison peut facilement juger que le système, que nous venons de décrire, remplit absolument le même but, dans le plus grand* nombre de cas. 11 est vrai que, lorsque le plan incliné est trés-conrt, la direction oblique des chariots, au pa.ssage d’une voie double sur une voie simple, produit une augmentation notable dans la résistance ; mais sur des pfans inclinés d'une grande étendue cet inconvénient n’est pas sensible, tandis que l’établissement d'une double voie, sur toute la longueur* du plan, augmenterait l>eauconp la dépense première.

Lorsque l'inclinaison du plan est trop considérable, on règle le mouvement de la roue horizontale au moyen d’un frein , et l’on fait agir en môme temps, si cela est nécessaire, ceux qui sont adaptés aux chariots. On voit facilement que l’action retardatrice de ce frein ne peut en aucun cas surpasser la valeiu- de la n^Lslance due au frottement de la corde sur la demi-circonference de la roue. Il est clair en effet que , si la différence de poids des deux convois était assez gi-ande , non-seulement pour surmonter toutes les forces qui s’opposent au mouvement, mais encore pour vaincre ce frottement, la corde pourrait glisser sur la goi ge de la poulie , lors môme que celte dernière serait complètement arrêtée. Cet effet peut dans certains cas devenir dangereux,’ et.il est important de régler -l’inclinaison des plans automoteurs, de manière à le rendre impossible.

, On emploie quelquefois, pour des pentes rapides, deux tambours horizontaux semblablesàceux qui sontreprésentés en A,B(fig. a,PL Jf).

DES CHEMINS DE /ER. St

Ces tambours, fixés stir le môme axe, portent deux cordes (pie l’on attache, l’une au convoi montant , Tautre au convoi descendant, et dont la première s’enroule tandis que là seconde se déroule. Cette disposition permet de donner à l’action du frein toute la puissance n«k:essaire ; car^lors les cordes, se trouvant fixées aux tambours, ne peuvent $e mouvoir indépendamment de ces derniers (i)-

Dans certains cas on emploie des trains de chariots chi^rgés de métal pour ramener au bas du plan la corde qui a servi à remorquer les chariots vides, et remonter en môme temps celle qui était fixée au convoi descendant. Cette manœuvre a pour but de faire passer instamment les chariots montans et desceudans, chacun sur leur voie respective ; mais il nous semble quelle ne peut présenter aucun avantage réel , à moins de circonstances très-particulières.

La disposition du plan automoteur que nous venons de décrire (fig. î, PI. IX) exige, comme on J’a vu, qire les chariots passent su<îcessivement d'un système de voie sur un autre. Ces changemens de voie s’opèrent sans aucune manœuvre et d’une manière très-simple. Lorsqu’il s’agit de passer de deux voies réunies AA dans deiu voies séparées BB, B'B',*«ou de ces dernières, dans une voie simple CC’, les chariots prennent d’eux-mômes la clireclion convenable, comme il est facile de le voir à l’inspection de la figure. Quant au pasmge de la voie simple CC' dans la double voie BB, D'D', il s’ell'ectue à l’aide d’aiguilles semblables à celles que nous avons décritès dans le second chapitre ; ces aiguilles ferment l’entrée de la voie que l’on veut éviter, et forcent en môme temps les roues à entrer dans celle <pii leur est destinée. Supposons, par exemple, cpi’nn convoi soit descendu suivant DD*;

(i) Le premier plan indiué automotetir des environs de ^cw«Castle sui'Tyn'c , fut'con- «truit par feu M. Btmes. Les chariots desceodatia ëlevaiêot dans un puits, pratiqué ao sommet du pian^ uncobtrepo[ds qui, en redesœodant , faisait monter les chariots- vide».

( Note de ratUcur. )

5j traité pratique

l'aiguille y'se trouvera , aprèsson pa&sage, st'parée du rail C , et l'aiguille opposée f s’appuiera contre le rail G'. D’après ceite disposition , le premier convoi, iqui sera nécessairement un convoi ascendant, se trouvera forcé de suivre la- voie D’D, sur la(juelle H doit en eflca pa»«r. Le convoi descendant, qui passera en même temps sur la voie placera les aiguilles dans la position indiquée par des points roneb; et cette position est celle qui est nécessaire pour diriger les chariots suivans dans la voie E'E qu’ils doivent suivre.

De tous les systèmes proposes jusqu’à ce jour pour utiliser la force de la pesanteur, celui qui est représenté^ lig. .i, PI. IX, nous semble le plus convenable. Il offre l’avantage de diminuer le frottement, qui est le plus grand obstacle à l’adoption des plans automoteurs; en même temps il se distingue par la simplicité de la construction de la roue, et par la disposition heureuse de l’appareil, qui se trouve placé à l’abri des intempéries de l’air et de toute espi-ce de dégradation. Nous devons ajouter qu’il a été généralement adopté dans les environs de Ncw-Gastle, où l’on a essayé successivement tous les moyens de diminuer autant que possible les frais de transport.

‘ • 3 *. Maeftines fixes.

. Lorsque les pentes de la route ne sont pas toutes dirigées dans le même sens, ou lorsque la masse des mardiaiidises descendantes n’est pas-suffisante poûr opérer la i-emonte de celles qui mardient en sens contraire, les plans automoteurs, comme nous l’avons déjà vu, sont entièrement inapplicables. On est alors forcé -de recourir à l’emploi des machines fixes. Ce système a été mis en usage, pour la première fob, en 1808, par M. Coohe, qui établit à Birtley-Fell, dans le comté de Durham, une maclùne à vapeur destinée à remonter les chariots de la houillère d'Urpeth’, sur une pente rapide que l'on rencontre près de la route à barrières de New-Castle à Durham. Ces machines ont

été fort employées, depuis celte époque, dans les environs de New- Castle.

Quelquefois, lorsque les pentes sont faibles cl les transports peu considérables, on peut, au lieu de machines à vapeur, employer avec avantage la force des clievaux et môme celle des hommes. Le quatrième volume des Transactions oj higliland society, fournit des renseignemeiis utiles sui’ ce point. Jlais nous ne considéi'erons ici que les systèmes applicables à des’ lignes étendues , où les transports sont nomhi'eux et la vitesse considérable; et nous supposerons toujours que l’on emploie pour moteur, soit une machine à vapeur, soit une roue hydraulique. ^

Dans l’un et l’autre de ces deux cas, l’axe de la machine porte à son extrémité une roue dentée f qui communique* le mouvement aux tambours A et B, par l’intermédiaire des deux roues g et h (fig. a, PI. IX ). Les deux leviers d’embrayage i i permettent d'engrener ou de désengrener à volonté les dents k, k, et par suite d’établif ou d’interrompre la communication entre les tambours et la machine. Des dents semblables à k sont placées intérieurement, vers l’autre extrémité du cylindre, afin de régulariser le mouvement de rotation, lorsque l’appareil fonctionne.

Quant à la manœuvre du plan, elle s’elTectue de différentes manières, suivant la dispoâtion de la route et son d^;ré d’inclinaison. Nous allons examiner stuæessivement les divers cas qui peuvent se présenter^ ■ . ' . . • ■ '

1 *. Lol-squ'e la pente est sàffisante pour permettre aux chariots descendans de traîner à leur suite la corde qui doit remorquer les chariots asoendans , et que le mouvement commercial n’exige (ju'une voie 'simple, cm adopté le système représenté fig. i, PI. X; c’est-àdire, oh n’emploie qu’un îeôl tambèur A et une seule corde rr sou-

54 THAITÉ PRATÏQÜB

tenue par des poulies semblables à cedles qui .«ont représentées en 5 s, pl. 9. Le tambour est élevé au-dessus des rails, de manière à livrer passage aux chariots. Dans le cas où il ne serait pas possible de lui donner une hauteur snfHsante, on iidléchirait la route, et on la ferait passer à côté du bâtiment qui contient la machine.

Supposons qu'un convoi de chariots montans soit placé en a; on met le tambour A en communication .avec la machine, an moyen du mécanisme que nous avons décrit plus Jiaut ; et les chariots sont remorqués par la corde r r jusqu’au sommet B du plan. Delà ils passent dans la voie horizontale 6, où ils s’arrêtent jusqu’à ce que la corde soit détachée. Quant aux convois descendans. Us entrent d’abord dans la voie latérale c, qui est légèrement inclinée du côté du plan , et où ils sopt maintenus au moyen d'un arrêt. Après avoir attaché la corde à la queue du convoi, on désengrène le tambour et on enlève l’arrêt. Les chariots descendent alors jusqu’à la plate-forme horizontales^ en traînant la corde à leur suite. Là on la détache pour la fixer à la tète d’un convoi ascendant stationné en a; on met de nouveau le tambour en communication avec la machine , et l’on recommence la même manœuvre.

. Lorsqu'une voie simple est insulBsante , on peut , établir une double voie sur toute la longueur du plan, ou bien adopter la disposition que nous avons décrite en traitant des plans automoteurs. Le premier de ces sj stèmes n’a besoin d’aucune explication ; le second est représenté fig. 2, Pl. X. Les deux tambours A, B, sont placés chacun en face de la voie qu’ils sont destinés à manœuvrer, de manière à ce que les cordes de remorque .suivent le milieu de la route; L’axe de ces tamlxîurs est invariablement fixé à celui de la naaehine.

Dans le cas où le poids des chariots descendans esta peu près suffisant pour remonter les chariots ascendans, on peut se servir d’une simple

DES CHEMINS DE FEK

roue, analogue à celle qui est eu usage sui- les plans automoteurs (fig. I, PI. IX). Cette roue, placée soit horizon talement- soit verticalement, est mue par la macliine, et agit à la fois sur les convois montans et clcsccndans, au moyen d'une corde de renvoi . qui s'enroule sur sa gorge.

Ce systèmeserait inapplicable, M la résistance opposée par les chariots ncmtans surpassait le frottement de la corde sur la circonférence de la roue ; car alors celle-ci tournerait sans faire mouvoir la corde, et par conséquent sans remonter la. chaire. Mais on peut, jusqu'à un certain point, surmonter cette dilHculté, en faisant passer la corde sur. deux poulies de renvoi qui l'obligent à embrasser prcstjuc toute la circonférence de la roue (fig. 3, PI. IX),' et qui augmentent ainsi d'une manière notable sa force d'adhérence. *

Le genre de plan qOe nous venons de décrire, s'emploie principalement lorsque le mouvement commercial est plus considérable en descente qu'en remonte, et lorsque Içs transports peuvent s'effectuer d'une manière régulière, et sansr exiger une grande vitesse. Il est nécessaire aussi que les convois se présentent alternativement, et en nombre ég,*)!, à la descente et à la remonte, puisque la cortlc qui sert à romorcpicr les chariots montans est amenée Hi bas du plan par les chariots descendans. Si le nombre des convois en descente œt trop faible, on peut établir des machines assez puissantes pour remorquer à la fois un grand nombre de chariots ascendans, ou bien employer, comme nous l'avon» déjà dit, des chariots cliargés de matières lourdes pour descendre la corde au bas du plan. Mais ces moyens extraordinaires fatiguent beaucoup les cordes et doivent être rarement mis en usage.

- 2*- Lorsque l'inclinaison du plan n’est pas assez grande pour que les chariots descendans puissent traîner la corde à leur suite , ou emploie le système représenté fig. 3, PL X.

Deux tambours A, B, sont plaaîs au sommet du plan , et à son extrémité inféneure est établie une roue horizontale C, situt'e au-dessous du niveau de la route , et entièrement sem})lal)le à celle des plans automoteurs. La manœuvre s’opère au moyeu de trois cordes d’une longueur égale à celle du plan ; la première a a est fixée par une de scs extrémités au tambour A; la seconde b b au tambour D j la troisième c c. que nous appellerons corde de communication, passe autour de la roue C, et est altadiéc d’une part au convoi D, de l'autre au convoi E. Supposons maintenant que le tamliour A .soit en communication avec la machine, et que le tambour B soit libre, la corde a a s’enroulera autour du tambour A, et tirera le convoi D vers le sommet du plan , tandis que la corde de communication c c fera descendre- le convoi E, en déroulant la corde b b de dcsstis le tambour B. Lorsque les convois D et E seront arrivés, lo premier au sommet, le second au bas du plan incliné, ils entreront dans des voies latérales, où les cordes seront détachées. Quant aux convois suivans, ils parcourront, pour remonter le plan, la voie E, et, pour descendre, la voie D. La manœuvre, du reste, sera entièrement semblable.

Ce Système de remorque n’est pas seulement applicable à un plan isolé; on peut évidemment à l’aide d’nné série d’appareils de ce genre, faire parcourir aux chariots un? distance quelconque, ainsi qu’il est facile de le voir fig. 4i Ph X. '

Suppo.sons, par exemple, que le tambour A remorque le convoi a dans la direction u A*, la corde de communication, enroulée sur la poulie, tirera en môme temps le convoi b en sens inverse. Parvenu en e, ce dernier trouve l’aiguille disposée de manière à le faire passer dans la voie f, où il s’arrête.- Pendant ce temps, le tambour E attire le convoi c, et la corde de communication enroulée sur 1^ poulie D, (ait marcher le convoi d en sens inverse; au moment. où le premier arrive près de la machine E , le second s'arrête en g. Ainsi les con-

vois b eld parviennent à la fois en y et en g. A partir de ces points, ils continuent leur maiehe au moyen d’une manœuvre semblable.

Sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester, M. Slephenson emploie une corde sans fin , pour remorquer les diaj îots dans le grand souterrain (lig. 5, Pl. X). Le plan est à double voie sur toute son étendue. A sa partie inférieure, est placée une roue B, semblable à la' roue C représentée lig.^3, sur laquelle passe la corde e,y Au sommet du plan est établie mic poulie horizoutale à double gorge A, qui est mise en mouvemeut par des machines placées de chaque ciité du chemin. La corde e y s’enroule d’abord autour de la poulie A, passe ensuite sur les roues a et b, puis revient sur la roue a, d’où elle se rend en croisant sà première direction, sur la seconde gorge dé là poulie A ; enfin elle se fixe au convoiy et va s'enrouler autour de la poulie B. A l’aide de cette disposition , on obtient une force d’adhéiSenco siifTisante pour surnionter la ré'sislance des chariots.. On augmente d’ailleurs la pression de la corde contre les poulies, en fixant un poids considérable à la roüe b, au moyen d’une corde qui pisse snr une petite poulie c; ce poitls peut monter et descendre librement dans un puits d disposé à cet effet ( 1 ). On remarquera,que sur ce genre de plan les chariots mo'ntanspassentconslammcntsur lamème voie,ct les chariots deséendans sur l’autre, sans qn'il soit besoin pour cola d’aucune manœuvre particulière. ^ '

3*. Lorsque la route doit franchir une colline qui présente deux versans opposés, et dont l’inclihaison est assez forte pour permettre aux chariots dcscendans de traîner la cordai leur suite, on emploie avec avantage le sj-slème indiqué fig. .6, Pl. X. Au-dessous du tambour A, le chemin se compose de quatre rails Ibrmant deux voies

(i) Lt |i<Mil«c b rcpo»e tur des roulettn qui hii (jcrnieUeal de se mouvoir borisontalemenl. * ( Note des trad. )

58 TRAlTé PRATIQUE

a b, c d, dont les pentes sont disposées en sens inverse : la première est inclinée de, a A en c </, et la seconde de c d en. a b.\j& tambour étant supposé en communication avec la machine, le convoi montant f est remonpié vers le sommet du plan. Lorstp’il est parvenu en a on détache la corde de remonte; et les chariots descendent par leur propre poitls vers l’extrémité c d de la gare. En même temps dn désengrène le taml)our A, et Ton attaclie la corde à l'arrière du convoi, qui l’entraîne à sa suite jusqu’au bas du plan E. Cette corde sert à remonter les convois marchant en sens contraire, pour lestjuels du reste on répète entièrement la même manœuvre.

Si la masse des transports est considérahle , on établit au-dessous de la machine deux voies séparées (fig. 7, Pl. X), et l’on emploie deux tambours qiii permettent «le faire monter un convoi sur l’un des plans, tandis qu’un autre convoi descend sur le plan opposé. On peut encore, lorsrpte l’activité du mouvement commercial le rend nécessaire , établir sur toute l’étendue de chaque plan deux voies distinctes, manœuvrées cliacune au moyen de deux tambours, ainsi qu’on le voit Cg. a, Pl. IX, et présentant au sommet de la colline la disposition de rails indiquée Cg. 6, Pl. X. Quelquefois aussi l’on se contente d’établir eu ce point trois voies séparées, destinées, celle du milieu aux chariots vides , et les deux autres aux chariots chargés. Dans tous les cas , les deux plans fonctionnent à la fois , et les transports s’effectuent sans interruption.

Si l’inclinaison n’est pas assez forte pour que les convois descendans traînent la corde à leur suite, on peut employer, comme dans l’un des cas précédens, une roue horizontale avec une corde de communication. Les plans doivent alors être disposés , comme on le voit fig. 4. Pi x.

h°. Il nous reste à considérer le cas où toute une hgne de chemin de fer est manœnvrée au moyen d’un système, de machines fixes.

DES CHEMINS SE FER

K la route .i simple Toie, on adopte la disposition indiquée fig. 7 , PI. X. Le chemin est divisé en relais d'environ un mille et demi (a,4i5”‘) de longueur; et à l’extrémité de cliaque relais est placée une maclûne agissant sur deux tambours, ainâ qu’on le voit représenté en A, B, G. La manœuvre s’effectue de la manière suivante ; les c^iindres m, n, étant supposés libres, et les cylindres q, o, en communkatiou avec les machines, le cylindre o remorque le convoi D, en déroulant de. dessus le tambour m la corde g attachée à la queue du convoL Pendant ce temps, la machine G attire à elle Je convoi E , ainsi que la corde /, enroulée sur le tambour'»; et les convois D et E anivent à la fois aux points B et G, où ils s’arrêtent. Supposons qu’en ces points stationnent des convois* dirigés en sens inverse. On attache à leur tête les conles g et i, et à leur queue les cordes A et k; on met les , tambours m et n en communication avec les machines, pois on désengrène les tambours 'o et q. Les ma» chines remorquent alors les nouveaux convois de G en B, et de B en et déroulait en même temps les cordes A et A , qui servent à leur tour à traîner les chariots marchant dans la première direction.

Lorsqu’un relais présente sur une partie de sa longueur une pente plus que sufSsante pour pennetlre aux cbaj-iots de traîna' la corde à leur suite , on laisse le tambour, sur lequel est enroulé la corde d'ai^ rière, en communicadon avec la machine à vapeur. De cette sorte, . l’excès de poids dés convois descendanS s’^ajoute à la force de la machine, et l’aide à remorquer les diariots sur le relais précédent. Si cette inclinaison r^nait sur toute la longueur du relais, on pourrait supprimer la corde de remorqué. -

. La manœuvre que nous venons de décrire exige que les chariots, parvenus à l’extrémité d’un relais, attendent ceux qui marchent en .•ns contraire sur le relais voisin. Il résulte de là des retards considérables; et la vitesse .moyenne des transports n’atteint géiiérale-

6o TRAITÉ PRATIQUE

hient qne la moilié de la vitcæe elTective avec laquelle les chariots parcourent cJinqiie relais.

' On peut, afin de diminuer ces retards, faire remorquer à la foi»s par la nu'me machine, «Unix convois marcdiant en sens contraire sur deux relais voisins. Dans ce cas, la manœuvre selTeclue de la manière suivante : la machine B attire à elle les convois D et E, qui arrivent en même temps en c et en « A ; là on dêiachç les cordes, et les chariots, entraliH-s par leur propre poids, parcourent les petits plans inclinés édf et a i c. On di-scngrène alors les tambours o et n; oii attache la corde g' à la tête du convoi Ej et la corde 4 à la queue du même convoi;' dn fixe de même -les cordes i et k aux deux extrémités du convoi D; enfin on met les tambours q et m en communication avec les machines. Lc's deux convois D et E sont alors remorqués vers les points G , A , où ils ariivcnt en même temps. La disposition que nous indiquons ici, n’est cependant pas sans inconvénient. Eu eflet, elle ne permet en aucun («s d’utiliser l'excédant de poids des chariots descendans , pour aider à la remonte de ceux qui suiveut une dii'eclion opposée, et de pins, les machines puissantes , qui deviennetit néces-saircs pour remorquer doux convois à la foisi restent inactives dès; que ces convois s’éloignent d'elles pour continuer leur marche.

Lors(|ue l’aclivitc du mouvement commercial nécessite rétablissement d’une voie double, on adopte la disposition représentée lig. 8,. PI. X. On place à chaque station A, B, G, des machines à vapeur, munies chacune <le quatre tambours, ainsi que des doubles voies «liagonales destinées au croisement des chariots. I^es tambours de la machine B n’ont pas été figurés, afin de permettre de suivre la marche des convois. I..a manœuvre s'opère ainsi qu’il suit: la lùachine B attire à elle le (x^iivoi D, en déroulant une corde d'arrière placée sur le tambour c tle la machine A. Eu même tcjiips, le convoi G c!st rc^. morqué sur le relais voisin par la machine B, et à la queue de ce

DES CHEMINS DE FER. fîi

convoi est attachée une corde d’arrière enroulée sur le tambour k.

Les convois D et G arriveiil ainsi en g- et e. Là , les cordes de remorque sont détachées et les chariots descendent deux -mêmes vers les points et o , où ils s’arrêtent On attache alors à la tête du convoi D la corde d’arrière de G , et, àla tête de œ dernier, celle deD; et ces deux-convois, après avoir traversé les lignes diagonalc-s p q, o n, «ont remorqués par les machines C et A. La marche des convois E et F s’opère au moyen d’une manœuvre semblable.

‘Le changement de voie des chariots, à chaque station, présente des inconv'éniens que l’on éviterait sans dotite en employant, avec quelques modifications, la corde sans fin de M. Stephenson ; mais, malgré cette difficulté, la marche des transports est constante , et n’est retardée que par la manœuvre nécessaire à chaque relais. L’emploi des machines fixes permet, comme on le volt, d’effectuer les transports sur une ligne d’une longueur indéfinie, quelles que soient «l’ailleurs les ondulations qu’elle présente. Mais on doit observer que’, dans ce 'système, le retard éprouvé par les convois à l’une des macliincs, «e lèrait sentir sur la' ligne- entière dn chemin de fer; et qu’ainsi son application suppose que le mouvement commercial soit réguliei- et continu dans les deux sens. , -

' ' * . 4 ’* Machines à s^apew' locotnoii^s.

L’idée d’appliquer la vapeur au mou veinent des voitures à roues remonte à une époque assez reculée. Dans une note jointe à la der- - Bière édition d’un ouvrage du docteur Robinson-, ' intitulé Tl/cc/za/ïici// /lAi/osoyViyj^attannonce que dès l’année 1 759, celte idée fut émise par ce savant, qui étudiait alors à runivcrslté de Glascovv. Watt lui-méme, après avoir lait- quelques expériences sur la. force expansive «le la vapeur, donna, en 1784 1 la description d’une machine fondée sur ce principe, et indiqua "en même temps les moyens efâppliijner ce sv-s-

ôi TRAITÉ PRATIQUE

tême aa mouvement des voitures; mais ses projets n’êttrent alois

aucune suite.

Pendant long-tonp encore, les savans, préoccupés du per£ection~ nemcnt des machines à condenseur, ne songèrent nullement à l’ern* ploi exclusif de la force élastique de la vapeur, systràie qui seul pouvait permettre la construction de raacliiiies locomotives. M. Homblower, il est vrai, imagina de faire agir la vapeur psu' condensation et par expansion à la fois; mais ce sont MM. Trcvillûck et Vivian qui les premiers construisirent une machine à haute pression', agissant uniquement au moyen de. sa force élastique. Ik obtinrent , en mars 1 8oa , un- brevet d'invention poiv l’emploi de ce genre de moteur .sur les chemins de fer, et donnèrent en même temp le dessin d’une machine locomotive applicable sur les routes ordinaires. ( Voyez Rc~ pertory qf arts, 2*. sériés; vol 4 » pag- 24* •)

Leur voiture présente la forme des diligences ordinaires: derrière les grandes roues est placée une caisse carrée en fer, contenant la chau* dière et le cylindre; cette caisse est fixée sur un châssis supporté par les essieux. Le cylindre est placé borizontaleniiMit et dans la direction de l’axe de la route-, la tige du piston porte à son extrémité une bielle, qui imprime un mouvement de rotation à un axe coudé, placé horizontalement à la hauteur du centre du cylindre. Cet axe traverse le châssis de la voiture, et fait tourner, au moyen d’un engrenage, l’essieu des roues de derrière. A. l’extrémité de l’essieu est fixé un volant destiné à rendre le mouvem«it continu. Les roues de devant ont la forme ordinaire; elles peuvent tourner sous divers angles et diriger ainsi la marche de la voiture. Lorsque la route présente des coudes brusques, qui exigent des cliangemens de direction subits, on peut désengrener les roues dentées de l’un ou de l’autre côté; et la roue du côté opposé , agissant seule sur la voiture, la force à prendre la direction convenable. Un frein est appliqué sur la circonférence du vo-

DES CHEMINS DE FER. . ‘ fil

laut, afin de modérer la viteM dans les descentes rapides. Tous les détails de cette machine sont combinés d'une manière fort ingénieuse. Cependant on éleva de nombreuses objections contre son emploi sur les routes à barrières; et les inventeurs, modifiant leurs premiers projets, ne songèrent plus qu’à l’appliquer sur les chemins de fer.

Deux ans plus tard, M. Trevithick construisit, à South- Wales, une machine qui (ut essayée sur le chemin de fer de Merthyr-Tydvil. Le cylindre avait 8 pouces (o~.ao3) de diamètre, et la course du piston était de 4 pieds 6 pouces La machine remorqua le nombre de

de chariots nécessaire pour porter dix tonneaux (io,i5o kil.) de fer en barres, et parcourut une distance de neuf milles ( 1 4 > 4 ^ * '*') une vitesse de cinq milles (8,o46“^) à l’heure, sans renouveler l’eau contenue dans la diauthère au moment dn départ. Comme on n^nditpie nullement le degré d’indiuaison du chemin de fer, nous ne pouvoas pas apprécier exactement l’effet utile de la raadûne. Il parait du reste , * d’après les renseignemens que nou» avons pu (ditenir , quelle u’avai^ qu’un seul cylindre, et qu’elle difierait peu , si ce n’est par la foi'me de la voiture, de celle que nous avons décrite pins haut.

Le principal obstacle à l’adoption de ce genre de machines fut l'opinion , alors généralement admise, que l’adhérence des roues sur les rails était tixq» Ëûble pour permettre leur locomotion. MM. Trevithick et Vivian recommandent en effet dans lety patente de ménager sur les jantes des rones quelques aspérités, comme des clous saillans ou des rainures transversales, et même, lorsque la résistance estconsidétable, de placer sur le oemtour des roues une cheville ou une griffe qui ait prise sur -le soL Cette disposition, en remédiant à un inconvénient, devait évidemment en {woduire un autre. Il est clair, en effet, que toutes ces saillie» nuisaient à la marche de la machine, en augmentant considérablement la résistance, et qu’elles tendaient de plus à détruire les rails.

m TRAITÉ PRATIQDE

M. Blenkihsop, des houillères de Middleton, près de Leeds, imagina , pour éviter celte imperfection , d'établir sur toute leteiidue de la route, des raüs dentés engrenant avec des roms nmes par la machine. Cet appareil, pour lequel il prit, en i8it, un brevet d'invcnlioh, est iiuliqué fig. 3, PI. XI. L’un des raüs r r, porte latéralement une crémaillère formée de dents demi-circulaires /i h, de 2 ou 5 pouces de largeur (o".o5 ou o”.o 7 ). Quant à la machine, elle offre la disposition suivante : la chaudière est evlindricpie, et est chaulfce par un tube qui la traverse dans toute sou étendue. Les cylindres a a sont placés dans l’intérieur de la chaudière; la vapeur, aprçs avoir agi sur les pistons, se dégagé dans fatraosphère par le tube S. I/is bielles b b fixées aux tiges des pistons, font mouvoir, les manivelles c c, et par suite les pignoiis dd, qui engrènent avec la roue dentée e. L’axe de cette dernière roue dépasse le train du chariot,, et porte à son extrémité une grande roue denléeyî qui engrène avec la crémaillère. Plusieurs *machinesont été construites sur ce modèle par M. Blenkinsop, et ont été employées jusqu’à ce jour pour le.tran.sport de la houille, sur le chemin de fer de Middleton à Leeds. •

■ MM. William et Édouard Chapman obtinrent en iSra un brevet pour un nouveau système de locomotion. Ils proposaient (TélabUr au milieti de la route^ et sur toute son étendue, une chaîne en fer soute» nue à des intervalles de.8 ou 10 yards(7“,32 ou 9“,i5) par des fourchettes verticales, et engrenant gyec une roue dentée mue par la machine. Des rouleaux étaient disposés de manière à'presser la chaîne contre les dents de la roue, et à l’empêcher de glisser. Cet appareil* qui fut essayé .sur le chemin de fer de Héaton, près de Newcastle , ne tarda pas à être abandonné à cause de ses fréquens dérangemens et des froltemens considérables ptoduils par la chaîne. •

En 1 8 1 3 , M. Brunton , des usines à fer de Butterley, prit un brevet pour une machine locomotive qui offre des dispositions, fort ingé-

nieuscs (Hg. 3 , PI. XI). La diaudière est cylindrique, comme celle de M. Blciikiiisop, et traversée par un tube contenant le foyer. Le cylindre est placé horizoùtaleraent sur l’un des côtés de la chaudière.

A l’extrémité n de la tige du piston sont fixés, d’une part, le bras de levier a c, dont le centre de rotation est en c, et de l’autre une tige de fer ab. Cette tige porte à son extrémité inférieure des pâtes munies d’une articulation au point b , et armées de petites grifi’es qui leur permettent de prendre sur le sol un point d’appui .sobde. Sur le bras de levier n c est fixée en m une crémaillère m n p, qui glisse horizontalement sur le sommet de la chaudière , et qui engrène aveetme roue «lentée horizontale. De l’autre côté de cette roue , est placée une crémaillère semblable krnnp, dont l’extrémité est fixée au point q sur le bi'as de levier d c; ce dernier porte une lige d e entièrement semblable à a b. On voit , d’après cette disposition , que lorsque le piston pousse l’extrémité a de la tige a b, celle-ci, trouvant en b un point d’appui SOT le sol , réagit sur le chariot et lui imprime un mouvement de translation. Pendant ce temps, la crémaillère m marchant dans la direction P n m, la crémaillère opposée g se meut en sens inverse , et par conséquent la lige de se trouve ramenée vers la machme, tandis que la tige a b s’en éloigne. 11 suit de là que, lorsrjue le piston est arrivé à l’extrémité de sa course, et que l’une des tiges cesse d’agir, l’autre tige est prête à servir à son tour de point d’appui à la machine , et qu’ainsi le mouvement de progression est cpntinu. Les tigès a b, de. au moment où elles reviennent vers la machine, sont retenues au-dessus du sol par des courroies ou des cordes fixées en f,f, ex. passant sur des poulies que la machine fait mouvoir au moyen d’un rochet. *

L’inventeus discute les diverses formes que l’on peut donner aux pales des tiges de progression. U a toujours pour principal but d'éviter la dégradation de la route , tout en obtenant un point d’appui solide.

Dans un article communiqué à l’éditeur du lîeperlor^' qf ylrls, vol. 24, M. Brunton indique le résultat d’une expérience faite avec

TRA1T£ PRATIQUE une de ces inachincs, La chaudière était en fer forgé, et avait 5 pieils 6 pouces ( I ”.^77) de longueur, sur 3 pieiLs (o".g 1 5 ) de diamètre. Le jias de chaque tige de progression (‘tait de aC polices (o“.66), et la course du pistou de 2^ poucts (o".6i). Le poids total de la voiture s’élevait à 45 quintaux (2280^.19). « La machine étant placée sur le cliemin de fer, (ht l’auteur, je cherchai d'abord à délerininer la force nécessaire pour la faire marcher avec une vitesse de 2 milles et demi ( 4 o 23 “.) à l'heure; je m’assurai que cette force était de 8 j livres ( 38 \o 5 ). Je fixai ensuite à la partie postérieure de l’appareil une chaîne qui faisait monter un poids avec une vitesse égale à celle de la machine; et je trouvai que, sous une prt'ssion de 4 » à 4 ‘'> livres (i8\i2 à 2 o‘. 38 ) par pouce ( o”.o 25 ) carré, la maidiine parcourait un espace de 2 milles et demi ( joaS".);! l'heure, en élevant verticalement un poids de 812 livrc's ( 367 ^ 84 ); cetjui équivaut à un poids total de 896 livres (4 o 5''.89) mù avec une vitesse de 2 milles et demi ( 4 o 23 ".) à l’heure, c'c(st-à-dirc à une force de ti chevaux envü-on.»

Vers la im'me époque , M. Rlackett fit faire un grand pas au système de la locomotion. 11 détermina par expérience l’adhésion des roues sur les rails, et prouva qu’elle était sullisante pour permettre aux machiiics de se mouvoir sur des chemins de fer Sensiblement de niveau ou d’une faible inchnaison. Il est vrai (pie le chemin sur lequel il fit ses expéi iences était formé de rails plats , lesquels offrent aux roues une plus grande adhérence que les rails saillans. Cependant, c’est réellement à M. Blackctt qu’appartient l’honneur d’avoir annoncé le j»rcmier ce fait important, qui fut pleinement confirmé par l’emploi de machines loœinotives sur le chemin de fer de Wylam (i).

La première machine employée sm- ce chemin avait un seul cylindre, et était munie d’un volant destiné à régulariser le mouvement de la

(i) VoV \i% note 3 à ia fin <Iü chapitir.

DES CIIEMIMS DE FEn.

manivelle; mais celle disposition olTrait des inconvéuiens. En eflet, lorsfjue la machine était arrêtée et que la manivelle se trôuvait dans la même direction que la bielle, il était nécessaire, pour la mettre en mouvement, d’agir avec des leviers sur rayons du volant, manœuvre

difficile et rjui entraînait de longs retards. De plus, le volant était loin de produire l’effet qu’on en attendait, et l’action intermittente du piston donnait lieu à des secousses tpti tendaient à briser tout l’appareil.

Au commencement de l’année 1 8 1 4 Ab Stephensou construisit, aux houillères de KillingAVorth, une nouvelle madiine locomotive, qui fut cssayéesurlechemindefer deces usines le 20 juillet delà même année. Cette machine avait deux cylindres, dûsposition (jui, en régularisant le mouvement, assurait la continuité de la marche. Chaque cylindre ayait 8 pouces (o“.2o) de diamètre, et 2 pieds (o“. 6 i) de course. La chaudière était cylindrique; elle avait 8 pieds (2 ". 44 ) de longueur, et 34 pouces (o”. 86 ) de diamètre. Elle était traversée par un tube de 20 pouces (o". 5 i) de diamètre, contenant le foyer.

On voit, hg. 4 i Ph XI , le mécanisme destiné à transmettre aux roues le mouvement imprimé par la machine. Les bielles a b, c d, sont mues par la tige des pistons, et agissent sur les manivelles b e, df (jui font tourner les deux pigntms e et y) Les manivelles sont constamment perpendiculairesl’une à l’autre ; elles sont maintenues dans cette position par une roue dentée g, qui engrène à la fois avec les deux pignons. Ces derniers engrènent en même temps avec les roues dentées k k, qui sont fixées sur les essieux du chariot et'lui tiansmettent ainsi le mouvement des manivelles. Les petites roues e, f, g, ont ciiacune 12 pouces (o". 3 o 5 ) de diamètre, et les grandes roues k, k, 24 pouces (o“. 6 io), de sorte que les manivelles font deux révolutions pendant que les roues du cltariot en font une seule. La portion de chemin de fer sur laquelle cette machine lut essayée était à rail» saillans, et offrait une inclinaison de environ. La machine remonta, outre son propre

poids, htiit chariots pesant ensenihle 5 o tonneaint environ avec une vinsse do 4 milles (C457".) à l’iieure. On avait d’abord cru nécessaire de placer sur les essieux des roues de den ière de la machine, et sur ceux de devant ilu chariot tl’approvlsionnement, des roues dentées, réunies par une chaîne s:tns fin, de manière à ce que l'adhérence des roues de ce dernier chariot s’ajoutAt à celle des roues de la machine. Mais l'expérience prouva que celle conqilicalion était inutile, et que le l’roltcment des roues de la machine seule était SuQisaut pour produire la locomotion.

Le mécanisme que noas venons de décrire tlonnait lieu à un bruit fort incommode et à de frispicntes secousses. Eu effet, tant <juc le bras de levier de la manivelle A était plus grajid que Celui de la manivelle B, la première conduisait la seconde au moyen des roues iutermétbaires; le contraire avait lieu lorsque le secx)iul bras de levier devenait à son tour plus grand tjue le premier. La force motrice agLssttit ainsi alternativement sur l'un et l’autre côté des dents des roues do communication, et ce changement dans le sens de la pression donnait lieu à des chocs d’autant plus violens, que les dents étaient plus usées.

MM. Stepheuson et Dodd cherchèrent à obvierà cet inconvénient, et obtinrent, en 1 8 1 5, un brevet poiu- un mode de transmission de mouvement (jui n’exigeait pas l’emploi de roues dentées. Leur système est représenté lig. I, PI. XI. Les extrémités a des bielles «, isontfixéesd’unepart au balancier trausversal aa, ctde l’autre à l’un des rayonsdes roues. Les biellesdusecondcylindreprésenlenlunedisposilionsemblable.Les rayons des roues servent ainsi de manivelle, et transforment directement le mouvement alternatif du piston en un mouvement de rotation. On remarquera que les rayons formant manivelles sur les roues de devant et sur celles lie dcTrière sont placés perpendiculairement les uns aux autres, ce qui assure la continuité du mouvement de la machine. Pour rendre cette position invaniable, les inventeurs proposent, soit de couder lis-

DES CHEMINS DE FER. r,g

essieux et de les réunii- par uue lige de communication , soit d’employer une chaîne sans fin engrenant avec des roues dentées, Axées sur les essieux. Ce dernier mode, qui est représenté Ag. i, PI. XI, a été appliqué à un grand nombre de machines, et a lemplacé généralement l’en^iloi des roues dentées pour la transmission du mouvement des bielles. Lorsque , par un lopg usage , la chaîne se trouve détendue, on peut, en éloignant l’un des essieux, lui rendre une tension convenable. On remet ensuite cet essieu dans sa position primitive, lorsque la chaîne se trouve assez allongée pour quon puisse enlever un des anneaux. On a essayé, le 6 mai 1 8 1 5, sur le chemin de 1er de Killingivorth , une machine coastruite sur ce modèle, et cette expérience a donné les meillcui-s résultats.

M. Stephenson a encore introduit dans la construction des maciiines locomotives un nouveau perfectionnement qui se trouve décrit dans le breve^de MM. Losh et Stephenson, dont nous avons eu plusieurs fois déjà l’nccasion de parler. Il consiste à faire porter le poids ou du moins une partie du poids de la machine sur des pistons qui se meuvent dans des cylindres communiquant avec la chaudière, et soumis

par consécpient à la pression de la vapeur ou de l’eau.

Cette disposition est- représentée Ag. i , PI. XI. Les cylintlrcs sont Axés sur l’un des côtés de la chaudière, et pénètrent de quehjucs pouces dans son intérieur. Ils sont exactement fermés par des pistons eutomés d’étoupe à la manière ordinaire. La partie supérieure des cylindres communique avec la chaudière ; la partie inférieure est ouverte , et clouée sur le train du chariot. Les pistons portent 'des tiges qui traversent le châssis de la macliine, et qui reportent sur la boite d’essieu la pression exercée par la vapeur sur la partie supérieure des pistons. Si la surface dé ces derniers est assez grande pom- que’ la pression soit égale au poids de l’appareil , on voit rpie ce poids tout entier se trouvera soutenu par la vapeur comme par un rea>ort éhistique. Cette ilis-