DE L'ADHÉRENCE

duit jusqu’à 800 personnes en un seul train , et à la vitesse de 15 milles ou plus de cinq lieues par heure.

On dira que les voitures à vapeur pourront tirer plus de trois diligences. Cependant on ne les a pas encore vues faire davantage. La plupart d’entre elles ne portent même que dix-huit à vingt voyageurs. Il est facile de voir ce qui met si promptement une limite à leur charge. Il n’y a pas de route commune où il ne se trouve des pentes malheureusement considérables. Comme il faut les franchir r force est de limiter la charge sur le passage le plus difficile à surmonter. Or, sur une pente à ~ , qui se rencontre trop fréquemment dans notre pays , le poids de trois diligences ou neuf tonnes , accru de celui de la machine , présente , en raison de la gravité , une résistance équivalente à celle qu’offriraient 45 tonnes , c’est-à-dire quinze diligences sur la même route de niveau. Une voiture à vapeur qui devrait tirer trois diligences sur un trajet un peu considérable , doit donc être capable de conduire quinze diligences chargées sur la même route de niveau. C’est tout ce qu’on peut supposer , même en admettant des améliorations , car c’est une force qui correspond à cent vingt diligences sur un railway . Nous devons donc prendre deux ou trois diligences au plus comme la charge régulière de ces machines.

Mais le nivellement , qui est le résultat des dépenses d’un railway , met les mêmes machines en état de tirer quarante diligences ou wagons chargés. C’est donG 12 fois, c’est donc 20 fois autant. Pour faire

‘Mi CHAPITRE HUITIÈME.

le même service sur une route ordinaire , il faudra par conséquent 12 fois autant de machines en même temps sur la route , 12 fois autant de machinistes et de chauffeurs. En considérant le désavantage qu’il y a pour les machines, sous le rapport du combustible , à tirer des charges peu considérables , on peut prononcer hardiment que la dépense de combustible sera doublée. On en sera plus convaincu encore, en tenant compte de l’excès de force nécessaire pour mouvoir la machine ellemême sur une route couverte d’aspérités.

En outre , les réparations aux machines sont , même sur les raihvays , une considérable dépense. A Liverpool , sur les trente machines que possède la compagnie , dix seulement sont en service réel sur la ligne pour exécuter les transports. Le travail effectif est de huit à douze heures par jour , et les frais d’entretien de ces dix machines maintenues en activité sur la route, s’élèvent au delà de 18000 louis , ce qui fait plus de 1800 louis par an pour chacune. Ces dépenses se trouvent payées et deviennent la source de bénéfices , parce que sur un railway les machines conduisent des trains considérables j mais il n’en serait pas ainsi , si ces trains étaient réduits , ou , autrement dit , s’il fallait un plus grand nombre de machines pour exécuter le même service. De plus , si les machines , au lieu de glisser sans secousse sur la surface unie d’un railway, ont à courir sur le terrain inégal et raboteux de nos routes , à combien s’élèveront ces dépenses d’en-

UE L'ADHERENCE.

tretien? Et déjà nous avons douze fois autant de machines à réparer.

Achat et intérêt de capital pour machines , personnel des hommes à payer pour leur conduite , combustible , réparations , tous ces articles auront bientôt absorbé les économies dont on se flatte.

D’ailleurs les principaux avantages de ces entreprises tiennent à la vitesse avec laquelle s’exécutent les transports. Quand les onze lieues qu’il y a de Liverpool à Manchester se faisaient en 4 heures , il y avait entre les deux villes 450 voyageurs par jour. Maintenant que, grâce aux locomotives, le trajet se fait en 1 heure ou 1 )- heure , il y a 1200 voyageurs par jour. C’est la vitesse qui a la plus grande part à la création de ce bénéfice. Il faut y renoncer si les machines ne peuvent courir plus vite que trois ou quatre lieues par heure.

Or , le poids de huit à neuf tonnes qu’ont les locomotives des railways , permet de leur donner une étendue de chaudière suffisante pour produire une certaine quantité de vapeur par minute , et par conséquent une certaine vitesse. Si la nature de la route oblige de réduire le poids de la machine à trois tonnes seulement , avec la nécessité de faire ses diverses parties encore plus fortes à cause des secousses sur une surface raboteuse , il y aura nécessairement moindre surface de chauffe dans la chaudière , et ainsi moindre vitesse possible. Aussi ne voit-on pas les voitures à vapeur dépasser trois ou quatre lieues à l’heure.

Enfin nous ajouterons comme dernière réflexion } que jusqu’ici le succès des machines sur routes communes continue , comme spéculation , de rester bien incertain , tandis que la prospérité des railways , quel qu’y soit le moteur , se démontre par leur extension sans cesse croissante. On peut perfectionner les voitures à vapeur ; mais , nous le répétons , quels que soient les avantages qu’elles puissent alors offrir sur une route ordinaire , il est incontestable qu’en les plaçant sur un chemin de fer elles en offriront bien plus encore.

C’est parce que nous désirons vivement l’établissement des transports par la vapeur dans notre pays j c’est parce que nous connaissons toute l’utilité de ce mode de transport lorsqu’il est convenablement appliqué , que nous voulons en diriger l’emploi vers les entreprises où il peut être le plus profitable.

DD COMBUSTIBLE

DU COMBUSTIBLE

§ 1. Calcul de la consommation de combustible en raison de la charge.

Il reste un article important à traiter. C’est celui du combustible.

D’après ce que nous avons vu précédemment , la vapeur , formée dans la chaudière à une pression quelconque , prend en passant dans le cylindre une pression exactement déterminée par la résistance sur le piston. Le mode d’action de la machine se borne ainsi à la transformation d’une certaine masse de vapeur tirée de la chaudière , et par conséquent à la pression de cette chaudière , en vapeur à une pression moindre et d’un volume proportionnellement plus grand.

Supposons une même machine , avec même pression dans la chaudière et parcourant la même distance avec deux charges différentes. Puisque la distance parcourue est la même , le nombre des tours de roue , et ainsi celui des coups de piston

ou des cylindres de vapeur dépensés pendant le trajet, sera le même dans les deux cas. Si la charge avait été la même , il y aurait eu en outre identité dans la nature de la vapeur dépensée. Comme cependant la charge diffère , il y aura bien même nombre de cylindres dépensés , mais le degré de la vapeur dans ces cylindres sera différent dans l’un et l’autre cas.

Ainsi , les dépenses de force motrice seront dans un cas un certain volume de vapeur à la pression R , par exemple , et dans l’autre cas le même volume à la pression R'.

La pression de la vapeur dans la chaudière étant supposée la même dans les deux expériences , sa température sera la même aussi. Comme cette température n’éprouve aucune réduction par le passage dans les cylindres , parce que les conduits et les cylindres eux-mêmes sont plongés dans la chaudière ou enveloppés par la flamme du foyer, la température de la vapeur dans les cylindres sera la même dans les deux cas considérés.

Ainsi , le volume et la température de la vapeur dépensée pendant le trajet seront les mêmes dans chacune des deux circonstances. La pression seule de cette vapeur dans le cylindre aura changé. Donc les masses ou poids de vapeur dépensés seront entre eux comme les pressions dans le cylindre.

Le poids de la vapeur n’étant autre que le poids de l’eau qui l’a produite , on voit que les poids

DD COMBUSTIBLE

d’eau vaporisés durant le trajet seront entre eux comme les pressions dans le cylindre , ou , si l’on veut , comme les résistances sur le piston. Comme d’ailleurs cette eau est d’abord transformée en vapeur à la pression de la chaudière , c’est-à-dire dans chaque cas en vapeur au même degré de pression , il s’ensuit enfin que les quantités de combustible nécessaires pour cette vaporisation seront entre elles comme les pressions ou résistances totales sur le piston.

Ceci montre que la consommation de combustible est indépendante de la vitesse , et quelle ne dépend que de la résistance sur le piston.

Si dans les deux trajets considérés pour la machine , il arrive que la pression ne soit pas identiquement la même dans la chaudière , il y aura un peu plus de combustible dépensé pour le cas où la pression aura été la plus grande , parce que cette pression n’aura pu être plus grande qu’en vertu d’un accroissement de température. Mais , comme des degrés de pression fort éloignés l’un de l’autre sont produits par des températures au contraire fort rapprochées, la différence de consommation produite par cette circonstance sera de peu d’importance , et deviendra insensible dans la pratique.

Ce principe donnera la proportion de dépense de combustible de la même machine avec des charges différentes , et ainsi servira à connaître sa consommation en toute circonstance , dès qu’on aura sa consommation dans un cas déterminé.

Si , par exemple $ Q et Q' sont les dépenses de combustible avec deux charges données, la résistance sur le piston avec la première de ces charges étant exprimée par R et la résistance avec l’autrè charge exprimée par R' , on aura

Mais on a déjà calculé la résistance R sur le piston d’une machine. On a vu (chap. V, art. U) que M étant la charge exprimée en tonnes ou tonneaux, convoi compris ; F le frottement de la machine sans charge ; d le diamètre du cylindre ; D celui de la roue 5 / la longueur de la course $ enfin p étant la pression atmosphérique par unité de surface , n la résistance de la charge par tonne , et * le frottement additionnel de la machine par tonne de la charge, on a

Ainsi , pour une charge différente , conduite par la même machine , on aura

R'=fc [ F + (■>+ ri] M'] ~ + » ,

donc $

DD COMBUSTIBLE

Cette expression peut s’écrire sous la forme :

M +b-^nr + ?^ r ] M ' + bràr+ cï-]'

De sorte que l’expression j + 7 “ j étant

calculée une fois pour toutes pour les dimensions données de la machine , il n’y aura plus qu’à ajouter cette quantité à M et à M’ pour avoir le rapport cherché de Q à Q'.

Supposons , par exemple , qu’il s’agisse d’une machine telle que celles à cylindres de 11 pouces de Liverpool , savoir :

F , frottement de la machine sans charge

d, diamètre du cylindre D , diamètre de la roue = 5 f ‘ l, longueur de la course.

— 11 pouces j = 60 pouces; = 16 pouces.

Comme en outre :

p, pression atmosphérique par pouce carré

n j résistance de la charge par tonne

* ; frottement additionnel de la machine par tonne de charge

352 CHAPITRE HEUVIÈME.

Dans ce cas , on aura

Dans le cas d’une machine de 12 pouces , et frottement 152 lb. , telle que Atlas , cette constante aurait pour valeur 80.

Et enfin pour Vesta, cylindres 11 pouces 1, et frottement 187'% la même constante devient 75.

Ainsi , dans le cas de ces diverses sortes de machines , on aura pour les quantités de combustible dépensées avec deux charges différentes M et M' ,

ou enfin

Dans ces expressions , M exprime la charge , convoi compris; il faut donc ajouter le poids de ce convoi à celui de la charge , si on ne l’y avait pas compris d’abord.

Il est aisé de voir que le terme }- — fd [ •

n’est autre chose que le frottement de la machine et la pression atmosphérique rapportés à la vitesse de la machine , et représentés par le nombre de

DU COMBUSTIBLE

tonnes qui offriraient une résistance équivalente. Ainsi le nombre M de tonnes , plus la constante , n’est autre chose que la résistance totale surmontée par la machine. Par conséquent , le principe ci-dessus établi revient à ceci: que le pouvoir appliqué est en proportion de la résistance totale à vaincre.

Les constantes que représente ce terme varieront nécessairement selon l’espèce de mesures dont on se servira dans le calcul.

Si les mêmes machines ont leurs dimensions exprimées en mesures françaises , c’est-à-dire si l’on a

F , frotlem. de la machine sans charge. 80**, ou 68*e ou 84** il, diamètre du cylindre 27 e ", 9, ou 30 e ", 3, ou 98'“, 3

D, diamètre de la roue en centimètres 152'", B

/, longueur de la course en centimètres 40 e "’, G

Comme , en outre , dans le cas de l’emploi de ces

mesures , on a

p , pression atmosphérique en kg par cent, carré. 1**,033

n, résistance de la charge par tonneau 3**, 64

<t, frottement additionnel de la machine par tonneau

de charge 0*r, 48

Alors la constante aura pour expression dans chacun des trois cas :

pd'l

— 65.... ou 79.... ou 74.

Ces nombres conviendront à la charge exprimée

MiCIIMES LOCOMOTIVES. 25

en tonneaux français. C’est parce que celui-ci diffère très-peu de la tonne anglaise , que nous trouvons si peu de différence aussi entre les constantes.

§ 2. Expériences sur la quantité de combustible consommée par les machines.

La formule ci-dessus , d’une application bien facile j donnera la quantité absolue de combustible nécessaire à une machine en toute circonstance , dès qu’on connaîtra quelle a été la dépense de cette machine dans un cas déterminé.

Tout se réduira donc à faire une seule expérience sur le combustible consommé par la machine avec une charge connue , ce qui formera la donnée du problème.

11 est évident qu’entre deux machines différentes cette donnée première différera selon la construction particulière de chaque machine , et surtout selon la surface de chauffe de sa chaudière. Autant donc pour arriver à la connaissance de ce point de départ du calcul , que pour vérifier dans la pratique le principe théorique exposé ci-dessus , les expériences suivantes furent entreprises sur le railway de Liverpool à Manchester.

Dans ces expériences le convoi était d’abord soigneusement vidé de ce qui pouvait y rester; puis le coke pesé avec exactitude et mis dans le convoi.- Le foyer de la machine était en outre rempli de combustible jusqu’au niveau du bas de la porte. A la fin de l’expérience , le foyer était

DU COMBUSTIBLE. 385

rempli de nouveau jusqu’à la même hauteur, et ce qui restait de coke dans le convoi était pesé avec le même soin qu’avant le départ.

Comme une machine qui monte seule le plan incliné avec son train , exerce un effort nécessairement plus grand que si elle était aidée en ce moment par une machine de renfort, nous avons noté si la machine était aidée ou non en montant le plan. Nous avons inscrit de même l’état du temps et l’état de température de l’eau dans le convoi , pour que ces circonstances puissent être prises en considération.

Expériences sur la quantité de combustible consommée

TtMfi

NOM

DATE