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178 MOTEURS A VAPEUK.

pour l'air, forcé de circuler dans des conduits d'un très-faible diamètre comparé à leur longueur. Il imagina le tirage forcé au moyen d'un ventilateur. Hais bientôt le ventilateur fut remplacé par Tinjection de vapeur dans la cheminée, employée comme on Ta vu précédemment, la première fois par G. Stepbenson, et la locomotive moderne fut presque entièrement créée.

A dater de ce jour, il fut possible de faire acquérir aux machines locomotives des vitesses presque quintuples de celles qu'elles atteignaient auparavant; c*est ce qui fut surtout démontré par le mémorable concours de 1829, dont nous allons dire quelques mots.

Concours sur le chemin de Manchester a Liverpool (1829). — Depuis l(Xngtemps on avait remédié, en Angleterre^ au mauvais état des routes par la création d'un réseau de canaux, qui l'endircnt d'abord d'importants services, malgré leurs prix de transport élevés. Puis ces prix devinrent exorbitants, et cependant le service se faisait de plus en plus mal, résultat presque inévitable d'un monopole absolu. On faisait la remarque; un jour, que des balles de coton, venues d'Amérique en vingt et un jours, en avaient mis quarante-cinq pour franchir, par les canaux, la dislance de seize lieues qui sépare Liverpool de Manchester.

Cet état de choses devait, à la fin, provoquer le désir d'une réforme et de créer une concurrence aux canaux. C'est surtout entre Manchester et Liverpool, les deux grandes cités de production et de commerce de l'Angleterre, que Ton éprouvait le besoin d'une bonne voie de (communication.

On s'arrêta h l'exécution d'un chemin de fer, mais sans fixer d'abord quel serait le mode de traction, les chevaux, les locomotives ou des treuils actionnés par des machines lixes^ ainsi que cela s'était déjè pratiqué autre part. A la suite d'une information prise dans les localités où ces différents modes de traction se trouvaient en usage, on fit définitivement choix de la locomotive; mais au lieu d'adopter purement et simplement celles déjà appliquées, la compagnie du chemin de fer fit ouvrir un concours public en invitant les constructeurs à présenter des machines qui devraient remplir les conditions suivantes :

La machine pourrait peser jusqu'à six tonnes, mais reposer sur six roues, et traîner, sur un plan horizontal, avec une vitesse de seize kilomètres à l'heure, un poids de vingt tonnes, y compris l'approvisionnement d'eau et de combustible;

Si cette machine ne pesait que cinq tonnes, on réduirait la charge à traîner à quinze;

Enfin, si la machine était portée sur quatre roues, son poids pourrait être réduit à quatre tonnes et demie.

De plus, le prix de la machine adoptée ne devait pas excéder 650 livres sterling; mais le constructeur recevrait un prix de 500 livres, et aurait la fourniture de tout le matériel du chemin.

Ce concours, ouvert le 20 avril 1829, devait se résoudre en octobre de la même année. Il commença, en effet, le 6 de ce mois. Quatre machines furent présentées, sans compter une cinquième, la Cyclophde, qui était mue par des chevaux, ^et par conséquent hors des conditions du concours.

Pour procéder aux essais, on fit choix d'une partie delà ligne parfaitement horizontale et d'un peu plus de trois kilomètres de longueur, que les locomotives expérimentées deyaient parcourir dix fois, aller et retour, de façon à représenter à peu près la distance totale de Liverpool à Manchester.

Sans entrer dans le détail de tous les essais qui furent exécutés, nous dirons que le prix fut remporté par la Fusée, construite par H. Robert Stephenson, le fils de George, et le constructeur qui amena les locomotives si près de fétat perfectionné où elles sont aujourd'hui. Cette machine était formée d*un corps de chaudière monté sur quatre roues, dont les deux de devant étaient motrices et actionnées par deux cylindres montés de chaque côté de la chaudière, et dans une position inclinée; elle était suivie du chariot dit (enc^r d'approvisionnement.

Mais ce qui fit son succès, c'est la construction de la chaudière pour laquelle Stephenson avait adopté le système tubulaire de Séguin. Aussi, non-seulement €lle remplit les conditions du concours, mais elle les dépassa.

On demandait, la machine pesant quatre tonnes et demie, une vitesse de sei^e kilomètres à l'heure en traînant quinze tonnes : elle en remorqua environ treize, mais avec la vitesse, alors inespérée, de vingt-quatre kilomètres à l'heure.

Pour avoir une idée du maximum de vitesse qu'elle pouvait foifrnir, on la débarrassa de toute charge, et elle acquit alors une vitesse de quarante kilomètres à l'heure.

Enfin elle fournit la môme vitesse en traînant trente-six pei'sonnes; elle fut essayée ensuite en lui faisant remonter un plan incliné, etc.

Ce chemin n'était destiné qu'aux marchandises; mais d'après les résultats de vitesse de la Fusée, les voyageurs furent admis et le premier service de ce genre créé. On sait quel développement les chemins de fer prirent bientôt dans toute l'Europe et en Amérique; et cependant combien restait-il à faire, et combien feral-on peut-être encore !

1^ machine la Fusée, de célèbre mémoire, renfermait bien des éléments de succès; cependant il ne faudrait pas la comparer aux machines modernes ni même à celles qui sortirent des ateliers de Stephenson dans le court espace des trois ou quatre années suivantes. En 1833, les établissements de Chaillot firent venir Tune de ces machines comme modèle; c'est celle dont on voit encore au Conservatoire des arts et métiers de Paris une réduction très-bien exécutée par M. Philippe, et un dessin dû à M. Leblanc. Ce type marque, à notre avis, le véritable point de départ de la construction des locomotives modernes, dont on peut dire qu'il présente toute la charpente, moins les perfectionnements de détails et les modifications nombreuses, amenés par l'augmentation de puissance et par la diversité dans remploi de chaque système de machine en usage aujourd'hui.

Nous croyons donc utile de donner un croquis de la machine de Stephenson , à son état d'avancement vers 1833, et telle que nous avons eu alors l'occasion de la relever dans les ateliers de Chaillot, pour en faire le modèle au i/5 qui existe au Conservatoire des arts et métiers.

f^coNOTivE DE Stephbnson. — La fig. 119 représente eu coupe, par l'axe du gêné-

râleur, celte ingénieuse machine, dans laquelle il est aisé de recounaltre tous les

principes fondamentaux de la construction moderne.

La iig. 118 représente, également en coupe, le tender, ou chariot d'approvisionnement, qui est joint ù la machine, et qui porte le combustible et l'eau nécessaires à l'alimenlalion de la chaudière. -

Notre intention n'est pas de décrire complètement ces deux appareils, mais d'en indiquer là composition générale et les dimensions.

L'ensemble de la locomotive comprend une machine à vapeur horizontale formée de deux cylindres A, accouplés sur un mCme arbre moteur à deux coudes- maniyelles d'équerre, et servant d'essieu à l'une des deux paires de roues B qui supportent l'ensemble. Ces deux paires de roues sont reliées par leurs essieux h un cadi'C C, qui sert à li fois de b&ti au mécanisme de la machine et i son générateur. Ce dernier est foi'mé de trois pnrties principales ; k botte à feu ou coffre du foyer D; le corps cyhndrique Ë traversé par les tubes, la boite à fumée F surmontée de la cheminée G.

Comme nous avons déjà décrit des générateurs semblables, et que nous en examinons plus Ibin encore d'autres en détail, il suffira de rappeler que l'intérieur est rempli d'eau qui entoure également le foyer proprement dit; les produits delà combustion circulent dans les tubes a en chauffant et vaporisant l'eau qui les entoure, et débouchenl dans la botte à fumée d'oii ils s'échappent directement. par la cheminée, dans l'atmosphère.

La vapeur formée remplit l'espace resté libre au-dessua de l'eau, et, pour parvenir aux cylindres, s'introduit par la branche verticale H d'un vaste conduit entièrement renfermé dans la chambre de vapeur. La branche verticale du tube débouche dans une capacité surélevée I que l'on appelle le dôme, et «ipi a pour objet, comme

HISTOKIQUE SUK LES LOCOMOTIVES. 181

dans les générateurs fixes, Jr diminuer les-enlrainemcnts d'eau, qui sont néanmoins très-considérables dans les locomolives. En arrivant à la boite à fumée, le conduit H se bifurque en deux branches H' qui sont dirigées respectivement sur les boites de distribution des cylindres moteurs.

L'ensemble de celtp ingénieuse disposition, dans laquelle on reconnaît surtout les précautious prises pour éviter le refroidissemenl du conduit principal de vapeur, qui se trouve complètement enveloppé, est conservé, en principe, dans les machines modernes. Seulement, on reporte généralement lé dAme loin du foyer, au-dessus duquel l'ébulUtiou est énergique et facilite l'entraînement d'eau.

Pour mettre la machine en fonction, lé mécanicien agit sur une manette b qui correspond à un obturateur disposé à l'interseclion des deux branches du tube H, et qui esl désigné sous le nom de régulmew. Cet obturateur qui consiste, pour la machine actuelle, en un robinet h boisseau conique, a reçu différentes dispositions. Dans la construction moderne, c'est un simple registre plat comme un tirdir.

Quelle que soit sa disposition, il a pour objet de régler la communication entre les deux branches du tube de vapeur, et de laisser passer celle-ci dans les cylindres ou de l'en empêcher, suivant que la machine marche ou doit être arrêtée; même en marche, on agit encore sur le régulateur pour régler la puis-

sance de la machine el la meltre en rapport avec l'état du chemin et les modiflcalions accidentelles de résistance.

liorsque la vapeur a complété son travail dans les cylindres, elle s'échappe dans Fatmosphère par un conduit vertical J, commun aux deux cylindres » et débouchant dans la cheminée. Nous avons expliqué précédemment le but important de celte disposition qui donne au tirage toute l'énergie nécessaire , et supplée au manque de hauteur de la cheminée. L'un des plus utiles perfectionnements qui lui ont été apportés ultérieurement fut de terminer le tube d'échappement par une buse pyramidale avec registres mobiles à charnière, afin de rendre l'échappement variable en étranglant plus ou moins la sortie, à volonté.

L'arrière de la machine se termine par un palier ou plate-forme K, sur laquelle se tiennent le mécanicien et le chaufTeur, qui peuvent de là passer sur le tender, dont le tablier est à la même hauteur.

Ce dernier appareil, qui forme le complément indispensable de la machine, est formé d'un cadre porté sur quatre roues et supportant une caisse en tôle que l'on remplit d'eau; cette caisse, vue en projection horizontale, présente un vide rentrant où l'on charge le combustible.

Le tender, étant interposé entre la machine et le convoi qu'elle entraîne, en transmet par conséquent tout l'effort, et doit s'y trouver solidement relié, tout en conservant entre les deux une certaine liberté pour le passage dans les courbes que présente la voie ferrée. La réunion de la machine est opérée au moyen d'une forte barre de fer, que l'on appelle la barre <r attelage, et dont les extrémités sont terminées par des pilons, lesquels sont traversés par deux fortes tiges c et d, appartenant Tune à la machine et l'autre au tcnder.

La machine et le tender sont encore reliés intimement par deux tubes e et /*, disposés des deux côtés, et qui font communiquer les deux pompes alimentaires L avec les caisses à eau du tender. Mais ces tubes ne sont pas d'une seule pièce d'un véhicule à l'autre, puisque ceux-ci ne sont pas exactement solidaires; la jonction s'effectue, au contraire, de façon à réserver toute la souplesse nécessaire pour céder aux variations en tous sens, sans qu'elle éprouve d'avarie. On fait usage, à cet effet, de rotules ou d'un bout de tuyau en cuir^ avec une disposition qui permet de rompre promptement cette jonction lorsqu'il faut séparer la machine du tender.

Dans cette locomotive les deux paires de roues sont égales de diamètre et motrices, attendu qu'elles sont connexées par des bielles qui réunissent des manivelles montées à l'extrémité des deux essieux.

Enfin on trouve dans cette machine les organes suivants que nous aurons l'occasion de décrire autre part, avec tous les détails nécessaires, savoir :

Mécanisme de changement de marche, correspondant à deux excentriques circulaires à débrayage (aujourd'hui remplacé par quatre excentriques);

Double jeu de pompes alimentaires, avec soupapes à boulets;

Appareils de sûreté, robinets purgeurs, suspension de la machine sur ressorts, tampons de choc ;

Application d'un frein sur le tender, à l'aide duquel on arrête le mouvement

Vn

des roues pour augmenter la résistance, lorsqu'on veut suspendre la marche du train, etc., etc.

Voici maintenant un aperçu général de ses dimensions et conditions de marche :

Diamètre des pistons 0" 33

Course 0" 44

Diamètre des roues au point de contact avec les rails i" 34

Surface de chauffe totale , y compris les il2 tubes qui traversent la chaudière 31"i

Pression absolue de la vapeur 4"' 5

Poids simple de la machine 6S00 kilog.

Poids total, en activité, avec Feau et le charbon 8000 kilog.

Comme on compte, dans cette circonstance, en grandes unilés de 1000 kilogrammes, que Ton appelle tonneaux, ou tonnes^ on dira que le poids de la machine, dans les deux cas , est de 6,5 tonnes à vides et de 8 tonnes en marche.

Ces dimensions sont très faibles comparées à. celles des machines les moins puissantes, en usage aujourd'hui. Néanmoins, comme les quatre roues sont motrices, en vertu de l'accouplement, et que l'on profite, pour l'adhérence, du poids total de la machine, elle pouvait entraîner, sur un chemin de niveau, environ 60 tonnes, ou 60,000 kilogrammes, et acquérir une vitesse de 25 kilomètres à . l'heure. En réduisant cette charge à 40 tonnes, on pouvait lui faire parcourir 30 à 3S kilomètres à l'heure, etc.

Ces données n*ont d'autre but que de montrer un aperçu de la question que nous nous proposons de développer un peu plus amplement. Nous désirions seulement suivre l'invention des locomotives, depuis la plus humble antériorité jusqu'à l'époque où elles acquirent un degré de perfectionnement qui permit de les faire entrer largement dans l'exploitation des lignes ferrées et servir au transport des voyageurs, tandis qu'elles n'étaient appliquées auparavant qu'au service des marchandises.

Avant de décrire une machine daps tous ses détails, nous croyons utile d'entrer dans quelques considérations générales sur les principes de traction, et sur l'organisation d'une voie ferrée; cette méthode nous conduit à dire un mot des principaux systèmes de machines proposés , ce qui renclra plus facile l'appréciation des données qui servent de base à celle que nous prenons ensuite pour exemple.

Fllf DU CHAPITRB PREMIER.