ET DES CHEMINS DE FER

Les machines locomotives et les voies ferrées qui, par leur réunion , constituent le mode de traction désigné par cette expression caractéristique a les chemins de fern^ ont acquis aujourd'hui l'importance d'une science et d'une industrie toute spéciale , capables de faire le sujet de bien des volumes , en dehors même des traités relatifs aux moteurs à vapeur, qui en sont pourtant la base primordiale.

H ne peut entrer dans notre esprit de traiter ici Cindustrie des chemins de fer (1), qui embrasse à la fois les travaux d'arts le matériel fixe et le matériel roulant; nous désirons seulement faire connaître l'état de transformation que le simple moteur à vapeur fixe a dû subir pour devenir une mcu:hine locomotive.

Envisagé de ce point de vue, il est naturel que notre travail commence par quelques détails sur les premiers essais qui ont été tentés dans cette direction.

Pour cet aperçu historique^ ainsi que pour un grand nombre de documents publiés sur les chemins de fer, nous avons eu recours particulièrement aux excellents traités spéciaux de MM. Auguste Perdpnnet, Le Chatelier, E. Flachat, Petiet et Polonceau, ingénieurs dont la France s'honore et auxquels nous devons tant pour rétablissement de notre grand réseau de voies ferrées. Nous avons également à citer les consciencieuses recherches de M. L. Figuier^ qui a résumé d'une façon très-remarquable l'histoire des moteurs à vapeur.

(1) SouB ce titre, MM. Armengaud frères ont publié dès iS38, c*e8t-à-dire presque à rorigine de TapplicatioD des chemins de fer en France, un ouvrage illustré comprenant les appareils moteurs et autres alors en nsage, et qui , depuis cette époque, ont été considérablement modifiés et perfectionnés.

WWLMMIÈTLBM TOITUaSS A TAPBUA BT IiOOOMOTITBB

CuGNOT (1769 et 1770). — Eu Fiance et en Anglelern», ces deux nations nobleiiient rivales en industrie, on est cependant d*accord pour reconnaître que c'est un ingénieur français qui fil le premier Tapplicalion de la puissance de la vapeur comme engin locomoteur, propre au transport sur terre; il est vrai que cet essai fut infructueux, mais il suffit pour donner naissance, par l'exemple, h d'autres plus réalisables.

L'idée pure et simple de faire mouvoir les roues de voitures au moyen de la vapeur a été émise, en 1759, par le docteur Robison, qui devint plus tard professeur à rUniversité de Glasgow. Maison 1769, un Français, Cugnot (Nicolas-Joseph), mit cette idée à exécution.

Cugnot, né en Lorraine, en 1725, était un ingénieur qui s'était distingué particulièrement dans l'art de rartillerie. Aidé du maréchal de Saxe, il construisit d'abord une petite voiture à vapeur qui n'eut que fort peu de réussite, à cause, dil-on, surtout des pompes alimentaires qui ne fonctionnaient pas convenablement ; elle marchait très-lentement, à la vitesse d'une lieue à l'heure et pendant un quart d'heure seulement, après quoi il fallait l'arrêter pendant un quart d'heure pour alimenter. Malgré le peu de succès de celte première tentative, le ministre Choiscul chargea Cugnot de la construction d'une autre machine qui fut mieux disposée et plus puissante. Cugnot se mit à l'œuvre et fit une seconde machine à laquelle il«donna le nom de : fardierà vapeur.

Cet appareil, que Ton peut voir encore aujourd'hui au Conservatoire des arts et métiers de Paris , dans la salle des machines en mouvement où il a été exposé après réparation^ possède à peu près la structure d'un baquet ordinaire, et devait être capable dé transporter une lourde pièce d'artillerie. Il est composé de deux longrines en charpente supportées par deux roues à l'arrière et d'une autre h l'avant; celle-ci , qui devait faire l'office de roue motrice, est striée à sa circonfé* rence pour mieux mordre sur le sol de la route. Son axe est en rapport avec le mécanisme de deux cylindres de cuivre placés verticalement, fonctionnant à simple effet et recevant la vapeur d'une chaudière, ou sorte de marmite, suspendue sur l'avant du baquet.

Celte chaudière est formée, en eflct, d'un cône tronqué surmonté d'une coupole à peu près hémisphérique; le foyer est placé au-dessous. Dépourvue d'organes convenables pour la diriger et la maîtriser, et la chaudière d'une trop faible dimension, cette machine ne pouvait fonctionner utilement ni marcher vite et d*une manière continue. Cependant elle a été essayée en traînant une forte charge , et, dans cette expérience, ne pouvant régler sa marche, elle s'est précipitée sur un mur qu'elle a renversé.

Cet accident, joint h la retraite du ministre Choiscul qui protégeait l'auteur, fit que la machine fut mise de côté. Cependant Cugnot n'est pas resté complètement

oublié, car il reçut du gouvernement une pension de 600 livres. Beaucoup plus tard, et sur Tavis du ministre Rolland, on s'occupa de nouveau de la machine de Cugnot; enfin, sous le consulat, on se ressouvint encore du vieil ingénieur, qui avait atteint soixante-quinze ans, et sa pension fut augmentée de 400 livres.

Cugnot est mort en 1804 ^ à Tâge de soixante-dix-neuf ans. ^ En résumé, les essais de Cugnot, parce qu'ils sont les premiers, méritenld*être mentionnés dans rhisloire de la locomotion, quoiqu'ils n'y aient apporté que peu de lumière. Cet homme intelligent, courageux dans la tâche qu'il s'était imposée , semble néanmoins avoir méconnu les difficultés qu'il devait rencontrer et qu'appréciaient probablement les autres ingénieurs expérimentés, à cette époque , dans l'art de la construction des machines à vapeur* Ainsi , il adopta bien deux cylindres pour commander la roue motrice, mais comme ils étaient à simple effet, c'est comme s'il n'y en avait eu qu'un seul à double effet. Il ne fit pas faire un pas à la question de la chaudière, à laquelle il eût fallu d'abord donner d'énormes dimensions pour qu'elle fût suffisante (ce qui demeura longtemps un obstacle insurmontable); il avait adopté, au contraire , un système qui était même abandonné déjà pour les machines fixes.

Quoi qu'il en soit, le nom de Cugnot restera attaché désormais à l'histoire des voitures à vapeur; émettre une idée c'est beaucoup, essayer de la mettre à exécution n'est pas moins méritoire.

Oliver Évans (1800). — En 1773, Oliver Évans, jeune ouvrier charron à Philadelphie, ayant vu fonctionner, dit M. L. Figuier, auquel nous empruntons ces détails, un pétard de No'él, sorte de canon ù vapeur qui sert de jouet aux enfants, en Amérique 9 eut l'idée d'appliquer la vapeur comme force motrice, et reconnut bientôt que cette idée était déjà mise à exécution dans d'autres pays. Mais il pensa, ainsi que Leupold (t. i*% p. 103), qu'au lieu d'employer simplement la vapeur à faire le vide, on devait utiliser directement sa force élastique, et finalement il devint l'inventeur et le constructeur des premières machines à haute pression. Bientôt il ' songea à taire l'application de ces machines à des voitures à vapeur; mais longlepips rebuté, au lieu d'être encouragé dans ses essais, ce n'est que beaucoup plus tard, en 1800, qu'il mit cette idée à exécution, et construisit une voiture à sapeur qui fit ses premiers pas dans les rues de Philadelphie.

Cette expérience causa beaucoup de surprise, sans détruire néanmoins la prétention qui existait dans le public contre ses résultats. Il est aisé de concevoir que si aujourd'hui, avec toute l'expérience acquise pour ce genre de construction, on «l'est pas encore parvenu à faire une bonne voiture à vapeur, c'est-à-dire une locomotive roulant sur les routes ordinaires, celle d'Évans devait sembler bien éloignée du but à atteindre; on eut seulement le tort de n'en soupçonner aucunement l'avenir et d'abandonner presque complètement l'auteur et ses tentatives.

Aussi Oliver Évans revint-il à la construction des machines ordinaires et des moulins qui ont rendu son nom célèbre. Mais dans un moment où il espérait trouver des capitaux en Angleterre pour ses nouvelles machines locomotives, il avait envoyé

174 MOTEURS A VAPEDR.

ses plans, el nous verrons bientôt qu'ils aidèrent d'autres ingénieurs dans des essais plus heureux et mieux accueillis.

Oliver Évans n'eut pas la consolât ion d'être témoin des résultats prodigieux qu'eurent bientôt ses propres idées, car il mourut quatre jours après qu'un incendie détruisit complètement ses ateliers le 11 mars 1819.

Galy-Cazalat, Dietz, Hamond. — Depuis cette époque, plusieurs ingénieurs de mérite ont essayé de construire des voitures à vapeur, pour voyager sur les routes ordinaires. Ainsi on a beaucoup parlé, en France, de Tingénieux appareil de M. Galy-Cazalat, qui, avec une ardeur digne d'un meilleur sort, s'est longtemps occupé de ce problème, et à qui, en définitive, l'on ne doit pas moins des découvertes très-remarquables.

M. Hamond, qui de 1833 à 1834 avait su rétablir les grands ateliers de construction de machines à Charenton , avait également proposé et essayé une voiture à vapeur que l'on vit rouler sur quelques routes unies.

M. Dietz, constructeur habile, qui depuis bien des années est allé se fixer à Bordeaux où il a acquis une juste réputation pour l'exécution de machines à vapeur, moulins à blé et appareils de navigation, s*était aussi, dans les premiers temps de son séjour à Paris, adonné aux voitures h vapeur, qui d'ailleurs firent un certain bruit, parce qu'elles purent transporter sur la route de Versailles jusqu'à vingt et trente personnes.

Trevithick et Vivian (1804). — Ces ingénieurs, à l'imitation d'Oliver Ëvans, construisirent, dès 1804, des machines à haute pression et des voitures h vapeur. Ces voitures consistaient généralement en une caisse pour recevoir la charge, avec une chaudière et un cylindre horizontal qui actionnait l'essieu coudé des roues matrices à l'aide de bielles. Mais ils ne tardèrent pas à reconnaître le peu de succès que l'on obtient en faisant rouler de tels véhicules sur des routes ordinaires, tantôt de niveau, tantôt en pente, et donnant lieu à un frottement considérable. Ils eurent alors l'idée heureuse d'appliquer leur voiture sur des chemins à rails. Ce mode de route était depuis longtemps employé en Angleterre où Ton avait d'abord garni de bandes de bois des chemins qui reliaient des houillères avec leur lieu de débouché, et qui étaient parcourus par des chariots ordinaires, remorqués par des chevaux; puis ces rails de bois avaient été garnis à leur tour de plates-bandes en fer, parce qu'ils s'usaient trop vite; enfin tout cela fut remplacé par des rails saillants en fonte coulée, et bientôt par des rails en fer, et les roues des véhicules garnies de rebords pour se maintenir sur les rails.

C'est en 1804 et sur le chemin de fer de Merthyr-Tydwil , dans le pays de Galles, que Trevithick et Vivian firent l'essai de leur voiture à vapeur qui remorqua une charge de quelque importance, dix tonnes, mais à la faible vitesse de huit kilomètres à l'heure.

Voici donc la première locomotive et la première application de la vapeur sur

une route ferrée. Mais il existait encore une difficulté, imaginaire il est vrai, et qui cependant suspendit le progrès réel pendant très-longtemps encore.

Personne ne voulait admettre que Tadhérence simple des roues motrices d*une locomotive sur la voie feiTée, sous l'influence de la charge qui les y tient appuyées, fût suffisante pour entraîner un convoi proportionné à la puissance motrice, et, au lieu d*en appeler directement à Texpérience, on indiquait toute espèce de procédés, aussi défectueux les uns que les iuitrcs, pour forcer la roue de la locomotive h mordre le rail. Trevithick et Vivian recommandaient de rendre la jante de la roue raboteuse, soit en y pratiquant des rainures transversales, soit en la garnissant de clous ou pointes aillantes. Enfin, une telle erreur apporta un véritable obstacle au développement de cette nouvelle industrie et donna naissance à diverses tentatives que nous allons rappeler.

Blenkinsop (1811). — En se basant sur ce raisonnement erroné, un ingénieur anglais, H. Blenkinsop, construisit une machine locomotive dans le système suivant : la chaudière était un cov[ts cylindrique renfermant un foyer intérieur, comme l'avait fait d*abord Oliver Êvans; elle était montée sur un châssis porté par quatre roues qui n'avaient pour fonction que de supporter l'ensemble sur les deux rails; cette chaudière était surmontée de deux cylindres moteurs verticaux, qui actionnaient un mécanisme composé, principalement, d'une grande roue dentée engrenant avec une crémaillère placée au centre de la voie. De cette façon , comme nous venons de le dire, les deux rails extérieurs servaient seulement de supports, et tout l'effort d'entraînement s'exerçait sur la crémaillère centrale : c'était une sorte de louage sur la terre.

Disons en passant que d'autres inventeurs ont, en effet, proposé en 1812 l'emploi d'une véritable chaîne s'enroulant sur un tambour appartenant % la machine, et mis en mouvement par elle.

Si le défaut d'adhérence eût été un obstacle réel à la locomotion, il est probable que le procédé de Blenkinsop eût été le moins mauvais à adopter. De nos jours, nous avons TU le même essai renouvelé par M. le marquis de Jouffroy, qui voulait gravir des rampes très-prononcées ; seulement la roue dentée ordinaire était remplacée par une grande poulie à joues chaussée d'une couronne striée, en bois dur.

Blakett (1813). — Nous passons sous silence un grand nombre d'essais du même genre, tel qu'une machine de H. Brunton^ qui^ ainsi qu'on l'a proposé plusieurs fois depuis, était armée de jambes articulées, comme celles du cheval, et qui devaient, mises en mouvement par la vapeur, prendre leurs points d'appui sur les rails et entraîner le convoi. Nous voulons arriver de suite aux expériences qui mirent fin à cet ^tat de chose, et placer la locomotion dans ses conditions définitives.

Un ingénieur très-distingué, M. Blakctt, eut enfin l'heureuse idée de faire ce que ses devanciers avaient négligé. Il fit directement Texpérience du degré d'adhérence <jui peut résulter d'une machine reposant sur les rails par des roues lisses, et reconnut bientôt que, lorsque le poids de la machine est considérable, l'effort qu*il

faut exercer pour faire tourner les roues sur elles-mêmes, en frottant sur les rails, est suffisant pour entraîner des charges importantes sur un chemin de niveau, el même avec une certaine inclinaison.

En eflety les roues d*unc machiDC quoique tournées et presque polies et les rails complètement lisses, il existe entre les deux pièces un contact, une rugosité, en apparence insensible, qui néanmoins, sous une charge suffisante, détermine un engrenage naturel qui remplit parfaitement les conditions du problème. Il est vrai que si les parties en contact étaient excessivement polies ou lubrifiées, l'adhérence diminuerait, mais elle ne serait jamais détruite; Teffort d'entraînement deviendraii seulement moindre pour la même charge, ou le môme poids de machine.

A dater de ces expériences, la locomotive put prendre tout son essor; on se trouvait, débarrassé du souci d'exécuter des voies raboteuses et des mécanismes absorbant par leOr frottement la plus grande partie de la force motrice, et qui d'ailleurs ne possédaient aucune condition de solidité, et partant de durée ni de sécurité. Le mode d'action de la machine sur la voie était trouvé, et on acquit la foi dans l'avenir de la grande invention : il restait à perfectionner la machine, ce qui se fit assez promptement.

George Stephenson (1814 et 1815). — L'ingénieur dont le nom se rattache avec tant d'éclat aux progrès de la construction des machines locomotives en exécuta successivement plusieurs de 1814 à 1815, dans lesquelles on voit rassemblées les dispositions suivantes : chaudière à foyer intérieur; deux cylindres verticaux; trois paires de roues mises en relation , d'abord par une chaîne sans fin , el ensuite deux paires de roues seulement réunies par des bielles extérieures d'accouplement, afin de profiter de leur adhérence collective.

Ce dernier point fut un procédé très-habile pour profiter de la découverte de Blakett. On conçoit que le degré d'adhérence étant dépendant de la charge sur la paire de roues actionnée par le mécanisme des cylindres, et chaque paire de roues ne supportant qu'une partie plus ou moins grande du poids total de la machine, l'adhérence utilisable est proportionnelle à cette même partie du poids, si la paire de roues correspondante est sexUe en rapport avec la force motrice. Mais si toutes les paires de roues sont commandées, l'adhérence utile devient proportionndle au poids total de la machine.

On sait combien, de nos jours, cette disposition est mise à profit pour les machines dites mixtes et à marchandises, dont deux des trois paires de roues, ou même les trois paires, sont connexées par des bielles. Il est à peine nécessaire d'ajouter que les roues connexées doivent être rigoureusement d'égal diamètre, puisqu'elles doivent fournir en tournant un développement circonférentiel égal.

Amenées à cet état, avec injection de vapeur dans la cheminée (1), et munies de tmr-

(1) Ce perfectionoemeot, contesté par quelques personnes à G. Stephenson, lai est formellement attribué par Thonorable et savant M. Auguste Perdonnet.

On ne doit pas oublier que Mannoury d*Ectot, dans un brevet pris par lui, en 1818, faisait connaître tout le parti qu'il est possible de tirer d*un Jet de vapeur dans un emploi analogue (t. I", p. 447).

ders, ou chariots séparés servant pour rapprovisiounemcnl du combustible» les locomotives de G. Stepbenson fonctionnèrent pendant quatorze ans sans modifications fondamentales; cependant on y apporta bien des améliorations de détail, telles que celles concernant le mécanisme des tiroirs, les pompes alimentaires, la suspension sur ressorts» etc. Ces premières machines étaient appliquées, du reste, exclusivement au transport des houilles ou des marchandises, sans que l'on pût concevoir Tcspoir d'arriver à transporter des voyageurs, car leur vitesse était Irèsfaible. En général elles étaient peu puissantes comparativement aux machines modernes. Elles pesaient environ 10 tonnes et en remorquaient 30, à une vitesse de 10 kilomètres à l'heure.

Ceci résume ce que Ton pourrait appeler la première époque des locomotives, caractérisée par le système de chaudière employée, qui en limitait forcément la vitesse et la puissance. La période suivante ouvre au contraire l'ère de leur succès et de leur immense extension.

Marc Séguin (1828). — M. Séguin est neveu de l'illustre Montgolfier et ne mérite pas moins l'illustratron que son oncle. Montgolfier créa, presque d'un seul jet, la science aérostatique, qui malheureusement, jusqu'à ce jour, semble ne pouvoir dépasser en utilité les vues primitives de ce grand inventeur. Marc Séguin n'a fait que perfectionner la locomotive; mais ce perfectionnement seul lui ouvrit des horizons sims limites, et lui donna une seconde fois la vie.

MM. Séguin frères avaient obtenu la concession du chemin de fer de Saint-Étieune à Lyon, le premier qui fut établi en France. Comme il ne se faisait pas encore chez nous de locomotives, on en fit venir deux des ateliers de Stepbenson, dont l'une fut envoyée au chemin de ^aint-Étienne, pour servir de modèle h celles qu'on se proposait d'y construire, et l'autre à Arras pour être étudiée dans les ateliers de M. Ualletie.

M. Séguin ne tarda pas à être frappé, comme on avait pu Tùtre en Angleterre, de l'extrême lenteur de cette machine qui dépassait peu la vitesse des chevaux de roulage; il constata surtout que ce défaut provenait du peu d'étendue de la surface de chau£fe de la chaudière, qui n'aurait pas permis une plus grande production de vapeur. Les chaudières appliquées jusque-là étaient du système à foyer vuérieur, c'està-dire un corps cylindrique principal renfermant un bouilleur-foyer, à l'intérieur duquel on faisait le feu, et communiquant directement avec le conduit de cheminée, sans retour de flamme. Alors il eut l'heureuse idée d'employer un système dont il avait fait l'application, en 182«^ et 1826, sur un bateau du Rhône : c'était la chaudière tiAbiUaire, invention immense dans ses résultats et dont l'introduction sur les chemins de fer et dans la navigation à vapeur devait changer la face du monde (1).

En employant les tubes, M. Séguin se préoccupa d'améliorer le tirage du foyer, qui pouvait se trouver compromis par la résistance qui en résultait naturellement

(1) Nous avons fait connaître ce système dans un article spécial du V volume de ce Traité, en rappelant le nom de son premier inventeur qui fut complètement ignoré , ce qui permet de donner à Marc Séguin le titre de : second inventeur des chaudières tubulaires.

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pour Tair, forcé de circuler dans des conduits d*un Irès-faible diamètre comparée leur longueur. Il imagina le tirage forcé au moyen d'un ventilateur. Mais bientôt le ventilateur fut reiuplacé par l'injection de vapeur dans la cheminée, employée comme on l'a vu précédemment, la première fois par G. Slephenson, 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 longtemps on avait ren>édié, en Angleterre^ au mauvais élat des routes par la création d'un réseau de canaux, qui rendirent 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 élat 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 l'on 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 fixes, ainsi que cela s'était déjà pratiqué autre part. A la suite d'une information prise dans les localités où ces difTérenls 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 tratner 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 850 livres sterling; mais le constructeur recevrait un prix de 500 Hvres, et aurait la fourniture de tout le matériel du chemin.

Ce concours, ouvert le 20 avril t829, devait se résoudre en octobre de la même année. Il commença, en efl^et, le 6 de ce mois. Quatre machines furent présentées, sans compter une cinquième, la Cyclopède, qui était mue par des chevaux, et par conséquent hors des conditions du concours.

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

Sans entrer dans le détail de tons les essais qui furent exécutés, nous dirons que le prix fut remporté par la FtLsée, construite par M. Robert Stephenson, le fils de George, et le constructeur qui amena les locomotives si près de Tétat 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 tender 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 elle remplit les conditions du concours, mais elle les dépcissa.

On demandait, la machine pesant quatre tonnes et demie, une vitesse de seize 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 fournir, on la débarrassa de toute charge, et elle acquit alors une vitesse de quarante kilomètres à l'heure.

Enfin elle fournil la même vitesse en traînant trente-six personnes; elle fut essayée ensuite en lui faisant remonter un plan incliné, etc.

Ce chemin n'était destiné qu'aux marchandises; mais d'après les résultais de vitesse de la Fusèe^ 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 !

La machine la Fusée, de célèbre mémoire, renrermait 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 parla 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 lé modèle au 1/5 qui existe an Conservatoire des arts et métiers.

Locomotive de Stephenson. — La fig. 119 représente en coupe, par l'axe du gêné-

rateor, cette ingénieuse machine, dans laquelle il est aisé de reconnaître tous les

principes fondamentaux de la construction moderne.

La fig. 118 représente, également en coupe, le tender, ou chariot d'approTÎBionneinent, qui est joint ù la machine, et qui porle le combustible et l'eau nécessaires à raliinenlation de la chaudière.

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

L'ensemble de la locomotive comprend une machine ii vapeur boriionlale formée de deux cylindres A, accouplés sur un même arbre moteur à deux coudes -manivelles 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 cadre C, qui sert h U fois de b&li au mécanisme de la machine et <t son générateur. Ce dernier est formé de trois parties principales : la boite h feu ou coffre du foyer D; le corps cylindrique E traiersépar les tubes, la Iwlle Ji fumée F surmontée de la cheminée G.

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

La vapeur formée remplit l'espace resté libre au-dessus 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 qui a pour objet, comme

dmt les générateurs fixes, ùf. dimifluer les entraînements d'eau , qui sont néam moins très-considérahles dans les locomotives. En arrivant à la botte à fumée, le conduit H se birurquc en deux branches H' qui sont dirigées respectivement sur les bottes de distribution des cylindres moteurs.

L'ensemble de cette Inf^nieusc disposition, dans laquelle on reconnaît surtout les précautions prises pour éviter le refroidissement du conduit principal de vapeur, qui se trouve complètement enveloppé, est conservé, en principe, dans les machines modernes. Seulement, on reporte géoéralement le dAme loin dn foyer, au-dessus duquel l'ébullilion est énergique et facilite l'entraînement d'eau.

Pour mettre la niacbine en fonction , le mécanicien agit sur une manette b qui correspond h un obturateur disposé ii l'intersection des deux branches du tube H, et qui est désigné sous le nom de régulateur. 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 tiroir.

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 et la mettre en rapport avec l*élat du chemin et les modifications accidentelles de résistance.

Jjorsque la vapeur a complété son travail dans les cylindres, elle s*échappe dans Tatmosphère par un conduit vertical J, commun aux deux cylindres, et débouchant dans la cheminée. Nous avons expliqué précédemment le but important de celle disposition qui donne au tirage toute Ténergie 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 Téchappement variable en étranglant plus ou moins la sortie, h volonté.

L'arrière de la machine se termine par un palier ou plate-forme K, sur laquelle se tiennent le mécanicien et le chauffeur, 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 là machine, est formé d'un cadre porté sur quatre roues et supportant une caisse en tôle que Ton remplit d'eau; celle caisse, vue en projection horizontale, présente un vide rentrant où l'on charge le combustible.

Le tcndcr, 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, toiit 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 d^attelage, et dont les extrémités sont terminées par des pitons, lesquels sont traversés par deux fortes tiges c et (/, appartenant Tune h la machine et l'autre au tender.

La machine et le tender sont encore reliés intimement par deux tubes e et f , disposés des deux côtés, et qui font communiquer les deux pompes alimentaires L avec les caisses à eau du tender. Hais 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 promptcmenl celle 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

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 4" 34

Surface de chauffe totale , y compris les 142 tubes qui traversent la chaudière 31" *»

Pression absolue de la vapeur 4*' 5

Poids simple de la machine 6500 kilog.

Poids tolal, en activité, avec Teau et le charbon 8000 kilog.

Comme on compte, dans cette circonstance, en grandes unités de 1000 kilogrammes, que l'on 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 tolal 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 35 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 seule- •ment 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 dans 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 rendra plus facile l'appréciation des données qui servent de base à celle que nous prenons ensuite pour exemple.

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