TABLE DES MATIÈRES

TABLE SYSTÉMATIQUE

Avant-propos de la quatrième édition

Aperçu historique

Disposition générale de la machine locomotive

Désignation abrégée des types de locomotives

DESCRIPTION DES ORGANES DE LA LOCOMOTIVE

PREMIÈRE PARTIE
LA CHAUDIÈRE

CHAPITRE I^er. - Le foyer et sa grille

1. Description du foyer
2. Nature des parois
   1. foyers en cuivre
   2. foyers en acier
3. Forme des foyers
4. Consolidation des parois
   • Entretoises
   • Porte
   • Déflecteur
   • Ciel du foyer - sa consolidation
   • Consolidation de la partie supérieure de la tôle arrière de la boîte à feu
5. Placement et enlèvement du foyer
6. Voûte
   • Cadre
7. Grille
   • Grille à secousses
   • Jette feu
   • Grille à secousses système Hulson
8. Cendrier
9. Chargeurs mécaniques ou stockers
10. Position relative du foyer et des essieux
11. Chambre de combustion
12. Chauffage à l'huile lourde
    • Mazout
13. Remarques générales sur la vaporisation

CHAPITRE II. - Pressions et températures

1. Pression atmosphérique
2. Pressions et températures
3. Frottement
   1. Frottement de glissement
      • Coefficient de frottement de glissement
   2. Frottement de roulement
      • Coefficient de frottement de roulement
   3. Adhérence
      • Coefficient d'adhérence
   4. Accouplement des essieux

CHAPITRE III. - Corps cylindrique et faisceau tubulaire

1. Corps cylindrique - sa construction
   • Raccordement du corps cylindrique à la boîte à feu
   • Raccordement du corps cylindrique à la boîte à fumée
2. Faisceau tubulaire - dispositions des tubes à fumée - nature du métal
   • Effets de la dilatation
   • Montage des tubes à fumée en acier
   • Tubes Serve
3. Dôme

CHAPITRE IV. - Boite à fumée et cheminée

1. Boîte à fumée
   • Porte de boîte à fumée
   • Pare-étincelles
   • Grille à flammèches
   • Trémie de vidange
2. Cheminée
   • Forme des cheminées
   • Accessoires : visière, capuchon, chapiteau

CHAPITRE V. - Appareils d'alimentation

1. Pompes et injecteurs
   • Injecteur Giffard
   • Injecteurs aspirants - injecteurs montés en charge
   • Amorçage
   • Injecteur Friedmann
   • Injecteur Rongy
   • Injecteur Gresham et Craven
   • Injecteur aspirant Nathan
   • Injecteur aspirant allemand
   • Injecteur à eau chaude Metcalfe
   • Débit des injecteurs
   • Qualités qui distinguent un bon injecteur
   • Causes de non fonctionnement et remèdes appropriés
2. Réchauffeurs d'eau d'alimentation
   1. Réchauffage de l'eau du tender
   2. Appareil récupérant une partie de la chaleur de la vapeur d'échappement
      1. Réchauffeurs par surface
         • Réchauffeur Caille et Pottonié, 1^er modèle
      2. Réchauffeurs par mélange
         1. Réchauffeur Worthington, type vertical
         2. Réchauffeur Worthington, type horizontal
         3. Réchauffeur à déversoir A.C.F.I.
         4. Réchauffeur à flotteur A.C.F.I., type RM (intégral)
         5. Injecteur à vapeur d'échappement, système Metcalfe
         6. Injecteur à vapeur d'échappement Metcalfe, type H, à commande automatique
3. Tuyauteries des appareils d'alimentation

CHAPITRE VI. - Eaux d'alimentation

1. Généralités
   • Lavages périodiques des chaudières
2. Epuration des eaux d'alimentation
3. Lavage à l'eau chaude des chaudières de locomotives
4. Désincrustants
5. Le débourbage
6. Appareils débourbeurs ou extracteurs
   • Débourbeur Gestra
   • Extracteur Okadee

CHAPITRE VI. - Surchauffeurs

1. Principe de la surchauffe
2. Historique sommaire
3. Description des surchauffeurs
   1. Surchauffeur Schmidt de boite à fumée
   2. Surchauffeur Schmidt placé dans les tubes à fumée
   3. Surchauffeur Schmidt à petits tubes
   4. Surchauffeur «Belge»
4. Organes du surchauffeur
   1. Gros tubes
   2. Eléments surchauffeurs
   3. Collecteur
5. Appareils indiquant la température de la vapeur surchauffée
   • Pyromètre à tension de vapeur saturée
   • Pyromètre à dilatation de mercure
   • Pyromètre thermo-électrique
6. Dispositifs ayant pour but de protéger les extrémités des éléments surchauffeurs contre la brûlure

CHAPITRE VIII. - Fumivores

Fumivore automatique Pyram

CHAPITRE IX. - Appareils de sûreté

• Généralités

1. Soupapes
   • Rôle - types
   • Soupapes à balance
   • Soupapes à charge directe
   • Soupape Wilson
   • Soupape Coale
   • Stipulations du règlement de police
2. Manomètres
   • Stipulations du règlement de police
   • Manomètre à tube
   • Manomètre à plaque
3. Indicateurs de niveau
   • Stipulations du règlement de police
   • Indicateur à barillet
   • Indicateur à tube de verre - indicateur Dewrance
   • Protecteur
   • Indicateur de niveau à réflexion
4. Bouchon fusible - composition - rôle - montage

CHAPITRE X. - Accessoires de la chaudière

1. Sifflet
2. Souffleur
3. Bouches de lavage
4. Robinet de vidange
5. Garniture et enveloppe isolante
6. Ecrans parafumées

DEUXIÈME PARTIE
LE MOTEUR OU MACHINE PROPREMENT DITE

CHAPITRE I^er. - Rappel de notions de mécanique

1. Généralités
   • Machine à vapeur ordinaire - définitions
   • Obliquité de la bielle motrice et de la barre d'excentrique
2. Machine à vapeur à pleine pression - conditions de réalisation
3. Machine à vapeur à détente
   • Détente fixe
   • Recouvrement extérieur
   • Avance angulaire
   • Avance linéaire
   • Phases de la distribution
   • Nécessité d'un second cylindre sur la locomotive en vue du démarrage
   • But de la détente
   • But de l'échappement anticipé
   • But de la compression
   • But de l'avance à l'admission
4. Renversement de la marche et variation de la détente en marche
   1. Renversement de la marche - coulisse
   2. Variation de la détente
   • Excentrique fictif
   1. Distribution de Stephenson
      • Barres ouvertes et barres croisées
      • Variation de l'avance à l'admission
      • Angles d'avance inégaux
      • Suspension de la coulisse
      • Distribution avec le levier de changement de marche au centre
   2. Distribution de Walschaerts
      • Avance à l'admission constante
      • Contremanivelle
      • Calage de l'excentrique
      • Distribution pour des positions diverses de la manivelle et du levier

CHAPITRE II. - Travail et puissance

1. Travail
2. Puissance
   • Indicateur Richard
   • Diagrammes
     • Pression moyenne
     • Puissance de la locomotive

CHAPITRE III. - Dispositions caractéristiques de l'appareil moteur

1. Locomotives à deux cylindres égaux à simple expansion
2. Locomotives compound à deux cylindres
3. Locomotives à quatre cylindres
   1. Locomotives compound à quatre cylindres
   2. Locomotives à quatre cylindres égaux à simple expansion
4. Locomotives à trois cylindres égaux, simple expansion

CHAPITRE IV. - Prise de vapeur

1. Dispositions générales
2. Commande du modérateur
3. Modérateurs à tiroir
   • Tiroir simple
   • Tiroirs superposés
   • Modérateur Walschaerts
4. Modérateur à soupape équilibrée
5. Modérateur à soupapes multiples
6. Modérateur Schmidt et Wagner
7. Dispositifs spéciaux de commande des modérateurs à soupape

CHAPITRE V. - Cylindres

• Généralités
• Espace nuisible
• Fixation aux longerons
• Soupapes de sûreté et diaphragmes
• Purgeurs
• Marche à modérateur fermé
• Reniflards
• Conduit d'équilibre ou by-pass
• Distributeur Nicolaï
• Vérification de la position des pistons par rapport aux couvercles de cylindres

CHAPITRE VI. - Le booster ou moteur auxiliaire de démarrage

CHAPITRE VII. - Boites à vapeur ou chapelles de distribution

Formes et dispositions diverses

CHAPITRE VIII. - Distributeurs

1. Tiroir plan ordinaire
2. Tiroir plan à canal
3. Tiroirs plans équilibrés
   • Tiroirs plans à compensateurs
   • Système Richardson
   • Système Adams
4. Tiroirs cylindriques
5. Tiroirs cylindriques à double admission
6. Remarques diverses concernant les distributions à tiroirs cylindriques
7. Distributeurs spéciaux
8. Distributions par soupapes
9. Distributions par pistons-valves
10. Distribution par soupapes à cames rotatives, système Caprotti

CHAPITRE IX. - Réglage des distributions à changement de marche

1. Opérations préliminaires
2. Méthode générale
3. Tableau des avances
4. Réglage d'’une distribution Stephenson
5. Réglage d’une distribution Walschaerts

CHAPITRE X. - Appareils de changement de marche

• Généralités

1. Leviers à main
2. Changement de marche à vis
3. Changement de marche mixte système Belpaire
4. Changement de marche à vapeur
   • Servo-moteur
   • Servo-moteur Rongy
5. Changement de marche avec servo-moteur à air comprimé de la locomotive pacifie type 1
6. Changement de marche système Franklin
7. Appareils de changement de marche des locomotives compound
   • Système Flamme-Rongy
   • Système français

CHAPITRE XI. - Pistons moteurs et leurs tiges

1. Pistons
   • Usinage des cercles de piston
2. Tiges de pistons
3. Contretiges
4. Boites à bourrage pour tiges de piston et tiges de tiroir
5. Matières obturatrices ou garnitures proprement dites
   • Bourrages pour machines à surchauffe

CHAPITRE XII. - Crosses et guides

1. Crosses
   • Crosses à deux guides, à quatre guides, à guide unique
   • Assemblage de la tige à la crosse
   • Modèles de crosses
2. Guides

CHAPITRE XIII. - Bielles motrices et d'accouplement

1. Bielles motrices - rôle
   • Corps de la bielle
   • Têtes de la bielle
   • Coussinets
   • Rappel du jeu
   • Types de bielles motrices
2. Bielles d'accouplement - rôle
   • Construction
   • Types de bielles d'accouplement

CHAPITRE XIV. - Excentriques et manivelles

1. Excentriques - rôle
   • Poulie d'excentrique
   • Collier
   • Barre
   • Types d'excentriques
2. Manivelles
   1. Manivelles d'accouplement
   2. Manivelles motrices
   • Contremanivelles rapportées

CHAPITRE XV. - Equilibrage des masses mobiles

1. Equilibrage des masses tournantes
2. Auto-équilibrage des essieux coudés
3. Equilibrage des masses à mouvement alternatif

TROISIÈME PARTIE
LE GRAISSAGE

CHAPITRE I. - Lubrification et lubrifiants

• But du graissage

1. Choix du lubrifiant
   1. Théorie de la lubrification
      • Lois du frottement
        1. Frottement sec
        2. Frottement fluide ou hydrodynamique
           • Film d'huile
        3. Frottement demi-sec ou onctueux
           • Courbe du coefficient de frottement
           • Viscosité
      • Qualités techniques d'un bon lubrifiant
2. Les lubrifiants
   • Matière première - Pétrole brut
     • Gisements
     • Propriétés physiques
     • Composition chimique
     • Traitement du pétrole brut
3. Huiles de graissage pour locomotives
   1. Huiles minérales extraites du pétrole brut
      1. Huiles minérales de graissage pour les pièces du mouvement et pour les fusées d'essieux
      2. Huiles cylindrines pour le graissage des distributeurs et des cylindres à vapeur
         1. Propriétés communes aux cylindrines
         2. Provenance de l'huile
            • Cylindrines filtrées
         3. Choix de l'huile de graissage
            1. Caractéristiques de la vapeur
            2. Caractéristiques mécaniques de la locomotive
         4. Utilisation correcte de l'huile cylindrine
         5. Marche à modérateur fermé
         6. Caractéristiques que doivent posséder les cylindrines
   2. Graisses consistantes
   3. Huiles végétales
   4. Huiles extraites du goudron de houille
   5. Huiles et graisses animales

CHAPITRE II. - Mécanisme du graissage

1. Surfaces planes glissant l'une sur l'autre
   • Coin d'huile
2. Tourillons animés d'un mouvement continu de rotation
   • Influence des rainures de graissage
3. Graissage des tourillons oscillants

CHAPITRE III. - Appareils de graissage

• Considérations générales

1. Graisseurs du mécanisme
   1. Godets graisseurs
   2. Graisseurs à mèche
   3. Graisseurs à pointeau
   4. Graisseurs à épinglette
   5. Graisseurs à épinglette à fermeture automatique
2. Graisseurs des pistons et des tiroirs
   • Graisseurs à condensation
   1. Graisseur à boule
   2. Graisseur Roscoë
   3. Graisseur Nathan
   4. Graisseur Détroit
3. Graisseurs mécaniques
   1. Graisseur Zeyen
   2. Graisseur Nathan pour pompe à air du frein Westinghouse
4. Soupapes ou clapets de retenue
   • Soupape de retenue «Olva»
5. Introduction de l'huile dans le milieu à graisser
   • Atomiseur Olva

QUATRIÈME PARTIE
L'ÉCHAPPEMENT

CHAPITRE I^er. - Mécanisme de l'échappement

1. La vapeur usagée qui sort des cylindres peut-elle encore servir à quelque chose ?
2. Comment la vapeur de décharge des cylindres produit-elle le tirage forcé ?
   • Dépression
3. Théorie du tirage forcé
   • Influence sur le tirage d'un prélèvement de vapeur à l'échappement
4. Echappement fixe
5. Echappement variable

CHAPITRE II. - Systèmes modernes d'échappement

• Dispositif à petticoal des locomotives américaines
• Dispositifs modernes d'échappement
  1. Tuyères à jets multiples (Kylälä)
  2. Echappement Kylchap
     • Principes de construction de l'échappement
     • Double cheminée

CHAPITRE III. - Dispositifs spéciaux de démarrage et d'échappement des locomotives compound

• Vanne de démarrage des locomotives compound
• Echappement direct des locomotives compound

CINQUIÈME PARTIE
LE VÉHICULE

Généralités

CHAPITRE I^er - Le châssis

• Rôle du châssis - sa construction
• Dimensions - forme
• Châssis en barre
• Longeron central
• Châssis monobloc
• Liaison du châssis et de la chaudière

CHAPITRE II. - Suspension

1. Ressorts - classification
   1. Ressorts à lames étagées
   2. Ressorts en hélice
2. Matière constitutive des ressorts
3. Rôle des ressorts
4. Répartition des charges entre les essieux
5. Emploi des balanciers
   • Suspension en trois points

CHAPITRE III. - Essieux, Roues, Boites

1. Essieux - généralités
   1. Essieux porteurs
   2. Essieux moteurs droits et coudés
      • Types d'essieux coudés
      • Essieux polybloc
2. Roues
   1. Centre de roue
   2. Bandages
      • Mode d'attache des bandages
3. Boîtes à huile
   • Boite d'essieu de locomotive
   • Sous-boîte
   • Guides
   • Appliques
   • Coussinets
   • Tampon de graissage
     • Packing
   • Appliques de frottement
     • Plaque de frottement
   • Guides des boites
     • Sous-garde
   • Coins de rappel
   • Boîtes spéciales

CHAPITRE IV. - Circulation en courbe

• Généralités
• Moyens employés pour favoriser le passage des locomotives dans les courbes de petit rayon
  1. Surlargeur de la voie
  2. Réduction de l'empattement de la machine
  3. Amincissement des bourrelets
  4. Suppression des bourrelets
  5. Déplacement transversal des essieux - dispositif de rappel
  6. Essieu radial - bissel
  7. Boîtes radiales
  8. Bogie - types de bogies
     • Bogie moto-porteur
     • Avantages des bogies
• Condition requise pour que la locomotive circule avec aisance dans les courbes
  • Empattement
• Considérations théoriques sur les dispositifs du rappel
  1. Rappel par ressorts
  2. Rappel par la gravité
  • Résumé
  • Conclusions pratiques

CHAPITRE V. - Graissage du mentonnet des roues et du bourrelet des rails au passage dans les voies en courbe

1. Graissage du mentonnet des roues
2. Graissage de la face verticale intérieure du bourrelet des rails

SIXIÈME PARTIE

CHAPITRE I - Appareils d'attelage et de choc

• Appareils d'attelage et de choc
• Accouplement entre machine et tender
• Tendances diverses
• Attelage central
• Attelage continu
• Attelage Ledeberg
• Attelage allemand
• Accouplement Franklin
• Accouplement des locomotives types 1 et 12

CHAPITRE II. - Répétition des signaux de la voie sur les locomotives

1. Appareils de répétition des signaux à action intermittente
2. Principes de construction des appareils répétiteurs
   1. Appareils à contact mécanique
   2. Appareils à contact électrique
   3. Appareils sans contact
3. Signalisation continue sur les locomotives
4. Freinage automatique (train-control)

CHAPITRE III. - Accessoires divers

1. Sablières
   • Généralités
   • Sablière primitive
   • Sablière à vapeur - système Gresham
   • Sablière à air comprimé - système Gresham
2. Ramoneurs à vapeur pour tubes
3. Abri pour le personnel
4. Tablier et couvre-roues
5. Chasse-pierres

SEPTIÈME PARTIE
TENDER ET LOCOMOTIVE-TENDER

CHAPITRE I^er. - Le tender

• Généralités
• Châssis - suspension - boites à huile
• Soutes à eau et à charbon
• Prise d'eau en marche

CHAPITRE II. - La locomotive-tender

• Généralités

Photos et caractéristiques de quelques locomotives.

HUITIÈME PARTIE
LES FREINS

CHAPITRE 1^er. - Généralités

CHAPITRE II. - Frein à air comprimé

1. Frein automatique
   1. Description
   2. Continuité du frein
   3. Robinet d'arrêt
   4. Automaticité
   5. Signaux d'alarme
   6. «Robinet du mécanicien» ordinaire
   7. «Robinet du mécanicien» à décharge égalisatrice
   8. Robinet du mécanicien H-7
   9. Triple valve à action ordinaire
   10. Triple valve à action rapide
   11. Triple valve Lu
   12. Frein monobloc Westinghouse
   13. Particularités diverses
       1. Manomètre
       2. Valve de purge
       3. Rainure de fuite
       4. Disposition particulière à la locomotive
       5. Disposition en double traction
   14. Manœuvre des freins
   15. Descente des longues pentes
   16. Progrès récents apportés au frein Westinghouse automatique
   17. Frein Westinghouse auto-variable
2. Frein direct
3. Frein double
4. Frein à air comprimé et frein électromagnétique superposés
5. Régleur de frein SAB, type DR (double action rapide)

CHAPITRE III. - Frein Westinghouse américain 6ET pour locomotives et tenders

1. But
2. Généralités
3. Possibilités de l'équipement spécial 6ET
4. Particularités qui distinguent l'équipement de la locomotive et du tender
5. Fonctionnement
   1. Manœuvre du frein automatique avec le «robinet du mécanicien à décharge égalisatrice» R
   2. Manœuvre du frein indépendant r
      • Double traction
      • Résumé

CHAPITRE IV. - Particularités qui distinguent le frein continu automatique appliqué aux trains de marchandises

1. Conduite blanche
2. Freinage de la tare seule
   • Freinage de la tare et de la charge
3. Modérabilité au desserrage. Dispositif Plaine-Montagne
4. Dispositif vide-chargé SAB
5. Dispositif auto-continu SAB (type AC) réalisant le freinage proportionnel à la charge

CHAPITRE V. - Freins à vide

1. Frein à vide continu et direct
2. Frein à vide continu et automatique
3. Frein à vide continu et automatique à action rapide
4. Modérabilité

CHAPITRE VI. - Frein à contre-vapeur

• Marche à contrevapeur

Table des matières

1. Table systématique
2. Table alphabétique

TABLE ALPHABÉTIQUE

Avant-propos de la Quatrième édition

Encouragé par l'accueil si favorable réservé aux trois premières éditions de cet ouvrage, nous présentons avec confiance au public des chemins de fer cette quatrième édition entièrement revue pour tenir compte des progrès les plus récents réalisés dans la construction des locomotives.

L'incorporation de locomotives américaines dans le parc de la S.N.C.B., nous a amené tout naturellement à décrire les particularités qui distinguent ces machines.

Enfin, il nous est apparu utile de développer dans des chapitres nouveaux les questions de pression, température, frottement, adhérence, travail, puissance, indicateur de pression, diagramme, booster, chargeur mécanique, chauffage au mazout, eaux d'alimentation, débourbeurs, distribution par soupapes, graissage, répétition sur la locomotive des signaux de la voie, frein Westinghouse 6ET, frein continu des trains de marchandises, frein à vide, etc.

Nous tenons à témoigner notre gratitude particulière à Messieurs :

HENRI DEVOS, chef de section à la Direction du matériel de la S. N. C. B., qui a bien voulu nous apporter le concours de ses connaissances spéciales dans le domaine de l'entretien des locomotives ;

MARCEL HEYMANS, chimiste à la même Direction, qui a mis obligeamment à notre disposition une documentation précieuse sur les huiles de graissage et les eaux d'alimentation.

ULYSSE LAMALLE (note 000)

APERÇU HISTORIQUE

Devant les magnifiques réalisations d'aujourd'hui en fait de traction sur chemin de fer, il est intéressant de se reporter un instant en arrière pour mesurer d'un coup d'œil le chemin parcouru.

Fig. 1
Fardier à vapeur de Cugnot - 1770.

Les premières locomotives furent des locomotives routières. Dès 1770, un officier français, Joseph Cugnot , construisit un fardier à vapeur (fig. 1), que l'on peut voir encore au Conservatoire des Arts et Métiers de Paris. Cet appareil comportait à l’arrière un essieu à deux roues et à l'avant une roue de direction. La roue directrice était actionnée par deux cylindres verticaux à simple effet dont les tiges étaient reliées par des encliquetages au moyeu de la roue. La chaudière à vapeur était sphéroïdale. Des revers de fortune forcèrent Cugnot à abandonner ses expériences après quelques essais.

En mars 1822, l'anglais Julius Griffith fit breveter une voiture à vapeur pour le transport des voyageurs sur les routes, mais cette machine n'eut guère de succès.

En 1827, un autre inventeur anglais, Goldsworthy Gurney construisit une diligence à vapeur qui, au cours d'expériences, réussit à faire du 25 km à l'heure.

En 1833, Londres comptait une vingtaine de voilures à vapeur, du type Hancock, assurant un service public, mais la locomotion mécanique sur route devait subir un arrêt à cause de l'invention des chemins de fer et elle ne devait reprendre son essor que de nos jours, grâce au moteur à explosion.

Effectivement, dès 1803, l'anglais Richard Trevithick avait imaginé une machine destinée à rouler sur rails plats en fonte, machine qui desservit une petite ligne pour le transport de la fonte près de Swansea dans le Pays de Galles. Cette locomotive pesait 5 tonnes, elle pouvait remorquer 25 tonnes de charge à la vitesse de 6,5 km/h. ; à vide, elle faisait 25 km/h.

Fig. 2
Puffing Billy de Hedley. - 1813.

En 1813, Hedley construisit pour les houillères Blacket, à Wylam, près de Newcastle, une locomotive dénommée Puffing Billy (fig. 2). La chaudière, à bouilleur intérieur et à retour de flamme, mesurait 0,970 m de diamètre, sa surface de grille était de 0,48 m², la surface de chauffe 8,10 m², le timbre . Elle portait deux cylindres verticaux de 0,220 m de diamètre, le mouvement des pistons était renvoyé par deux balanciers et deux bielles pendantes à un arbre unique qui commandait les essieux au moyen de roues dentées avec pignons intermédiaires de manière à utiliser tout le poids pour l'adhérence. Les cylindres, rivés au corps cylindrique, étaient entourés d'une enveloppe en tôle, communiquant avec l'intérieur de la chaudière, ils étaient ainsi plongés dans l'eau chaude en vue d'éviter leur refroidissement. La vapeur d'échappement des deux cylindres était ramenée dans la cheminée afin d'améliorer le tirage. La chaudière était alimentée par une pompe. Les roues mesuraient 0,970 m de diamètre.

Poids de la machine à vide : 7850 kg ; en ordre de marche : 9190 kg ; poids du tender à vide : 2057 kg, en ordre de marche : 4132 kg. Effort de traction au crochet : 675 kg. Vitesse : 8 à 10 km/h. Cette machine resta en service jusqu'en 1862, date à laquelle elle fut envoyée au musée de South-Kensington de Londres.

Un modèle de cette machine a été reconstitué en 1909 au 1/5 de la grandeur d'exécution par l'atelier des chemins de fer d'Anvers-Nord et se trouve actuellement à l'atelier central de Malines.

En 1814, George Stephenson construisit une locomotive pour le transport de la houille du charbonnage de Killingworth jusqu'à Helton. La chaudière mesurait 2,438 m de longueur et 0,843 m de diamètre, avec un tube bouilleur intérieur de 0,508 m de diamètre. Le mécanisme comportait : deux cylindres verticaux de 0,203 m de diamètre sur 0,609 m de course plongés jusqu'à moitié de leur longueur dans la chaudière ; quatre bielles pendantes qui communiquaient le mouvement à trois arbres armés de pignons, ceux-ci attaquaient des engrenages montés sur les deux essieux moteurs qui supportaient la machine.

Dans une seconde locomotive, construite en 1815, Stephenson abandonna les engrenages de transmission pour rattacher ses bielles pendantes à des manivelles fixées aux essieux.

En 1825, quatre locomotives Stephenson circulaient sur le chemin de fer de Stockton à Darlington, près de Newcastle. Ces machines avaient des bielles d'accouplement extérieures, étaient montées sur ressorts et la vapeur de leurs cylindres était conduite dans la cheminée pour activer le tirage.

Fig. 3.
La Locomotion de George Stephenson - 1825.

C'est une de ces locomotives, « La Locomotion » (fig. 3), qui, le 25 septembre 1825, remorqua sur celle ligne de Stockton à Darlington le premier train de marchandises sur le premier chemin de fer public. A ce moment encore, les voyageurs étaient transportés dans une voiture rudimentaire traînée sur les rails par un cheval.

Le 20 décembre 1827, le français Marc Seguin prenait un brevet pour substituer au tube bouilleur intérieur un grand nombre de tubes à fumée de petit diamètre et de faible épaisseur et créait ainsi la chaudière tubulaire.

Enfin, en 1829, la Compagnie du chemin de fer de Liverpool à Manchester eut l'idée de mettre au concours la construction d'une locomotive capable de remorquer régulièrement en palier une charge de 20 tonnes, tender et approvisionnements compris, à la vitesse de 16 km/h. La pression de la vapeur ne devait pas dépasser 3,5 k par cm² et le poids de la machine était limité à 6 tonnes. George Stephenson remporta le prix (12.500 fr.) sur ses trois concurrents avec sa locomotive La Fusée (the Rockett) (fig. 4 et 9).

Fig. 4.
La Fusée de Stephenson - 1829.

Les deux autres machines en présence étaient :

La Sanspareil (fig. 5) et La Novelty (fig. 6).

Fig. 5.
La Sanspareil

Fig. 6.
La Novelty

La chaudière de La Fusée était cylindrique, elle mesurait 1,829 m de longueur, 1,016 m de diamètre. Elle était du type « tubulaire » imaginé par Seguin. Elle était traversée par 25 tubes en cuivre de 0,075 m de diamètre conduisant les gaz du foyer, placé à l'arrière, jusqu'à la cheminée de 0,305 m de diamètre fixée à l'avant de la machine. La grille mesurait 0,5574 m², le foyer présentait une surface de chauffe de 1,85 m² et celle des tubes était de 10,94 m².

Les cylindres, fortement inclinés vers l'essieu moteur placé à l'avant, se trouvaient disposés sur les flancs de la chaudière, leur diamètre était de 0,203 m et leur course de piston 0,418 m ; ils agissaient sur des manivelles calées à angle droit. Le diamètre des roues motrices était de 1,435 m, celui des roues porteuses 0,761 m.

La machine en service pesait 4,3 tonnes, son tender plein, un peu plus de 3 tonnes. Si elle ne remorqua en palier qu'une charge de 13 tonnes, elle atteignit la vitesse de 25 km/h. avec la charge d'une seule voiture.

Dès ce moment, l'ère des chemins de fer était ouverte et allait transformer du tout au tout la vie économique et sociale du monde.

La Belgique ne resta pas étrangère à ce mouvement ; dès 1835, la première sur le continent, elle inaugurait son premier chemin de fer entre Malines et Bruxelles.

Fig. 7.
Locomotive L'Eléphant - 5 mai 1835.

Le matin du 5 mai de cette année, le train inaugural quittait la station de Bruxelles Allée-Verte ; il était divisé en trois tronçons : le premier, composé de 7 voitures, était remorqué par la locomotive La Flèche, le second avait 3 wagons chars à bancs et 4 diligences, il était traîné par Le Stephenson, le troisième, composé de 16 chars à bancs tirés par L'Eléphant (fig. 7).

Le mois de juillet 1835 vit paraître la quatrième locomotive, La Rapide ; le 5 août de la même année, la cinquième, L'Eclair.

Ces cinq locomotives avaient été fournies par Stephenson, mais le 30 décembre 1835, parut Le Belge qui sortait des ateliers Cockerill de Seraing (Fig. 8 et 10).

Fig. 8.
Locomotive Le Belge - 30 décembre 1835.

Ces machines présentaient les dispositions que la locomotive devait garder si longtemps :

1. à l'avant, deux cylindres intérieurs horizontaux placés sous la boîte à fumée entre les longerons extérieurs aux roues ;
2. un essieu porteur à l'avant un peu en arrière des cylindres ;
3. l'essieu moteur à grandes roues indépendantes au milieu ;
4. un essieu porteur à l'arrière du foyer.

Fig. 9. La Fusée de Stephenson - 1829.
Fig. 10 Le Belge - 1835.	Fig. 11. Locomotive Pacific, type 1 - 1935.

La distribution de la vapeur aux cylindres se faisait par tiroirs plans.

Dans la locomotive Le Belge, les tiroirs, sans recouvrement, étaient commandés par des excentriques calés à angle droit sur les manivelles motrices, la machine fonctionnait donc à pleine pression, c'est-à-dire sans détente. Détail à noter, il n'y avait qu'un excentrique par cylindre, mais chaque excentrique pouvait occuper sur l'essieu deux positions à 180° l'une de l'autre ; l'une de ces positions donnait la marche avant, l'autre la marche arrière.

Pour le renversement de la marche, le machiniste, en manœuvrant un levier à sa portée, soulevait le bout de la barre d'excentrique et la décrochait d'avec la tige du tiroir ; il actionnait ensuite une pédale qui déplaçait l'excentrique sur l'essieu, de manière à l'embrayer avec un toc qui l'arrêtait dans la position diamétralement opposée. Enfin, au moyen d'un manche de mise en train, il déplaçait le tiroir de manière à ramener le boulon de la tige sous le crochet de la barre d'excentrique et rétablissait l'accrochage.

Cette manœuvre délicate ne réussissait pas toujours du premier coup.

La distribution de L'Eléphant, quoique toujours à pleine pression, était plus perfectionnée ; elle comportait deux excentriques par cylindre, un pour la marche avant, un pour la marche arrière. Les barres de ces excentriques se terminaient par une fourche suffisamment ouverte pour accrocher la tige du tiroir dans toutes ses positions. Ce dispositif, connu sous le nom de pied de biche, facilitait déjà énormément le renversement de la marche. C'était un acheminement vers la coulisse.

La coulisse, qui non seulement rend le renversement de la marche si aisé, mais permet encore de varier à volonté la durée de l'admission de la vapeur aux cylindres pendant la marche même de la locomotive, ne parut qu'assez tard : la première, celle de Stephenson date de 1843 ; celle de Walschaerts, de 1844.

Le rapprochement des caractéristiques principales du Belge de celles de la locomotive Pacific, type 1, de la S.N.C.B. (fig. 11), capable de développer normalement une puissance indiquée de près de 3000 chevaux, donne la mesure du développement auquel les exigences du trafic ont amené la puissance de la locomotive :

Fig. 12
Disposition d'ensemble d'une locomotive. - Locomotive type 41, à 2 cylindres, à simple expansion et à surchauffe de la S.N.C.B. (Coupe longitudinale).

DISPOSITION GÉNÉRALE DE LA MACHINE LOCOMOTIVE

La puissance de la locomotive a son origine dans la chaleur que dégage le combustible. Comme d'ailleurs dans toutes les machines à vapeur, la vapeur d'eau joue simplement ici le rôle d'intermédiaire, elle reçoit cette chaleur et en transforme une partie en travail.

Cette production et cette transformation de la chaleur exigent une succession d'appareils dont le premier groupe constitue le générateur ou chaudière ; le second, le moteur ou machine proprement dite ; enfin, le moteur communique le mouvement au véhicule qui le supporte, ainsi que la chaudière génératrice.

C'est cette subdivision qui servira de base à la description raisonnée que nous allons faire de la locomotive.

Avant de commencer cette description méthodique, il ne sera pas inutile, pensons-nous, de décrire en quelques mots la disposition générale adoptée dans la construction des locomotives. Reportons-nous à cette fin à la fig. 12 représentant une locomotive choisie à dessein parmi les plus simples.

La chaudière, organe puissant et lourd, est portée sur un châssis aussi rigide que possible. Comme les variations de température subies inévitablement par la chaudière occasionnent des dilatations que n'éprouve pas le châssis, la chaudière est généralement fixée à l'avant, tandis qu'elle repose à l'arrière sur des patins de glissement.

Le châssis repose toujours sur les essieux par l'intermédiaire de ressorts qui, dans leur ensemble, constituent la suspension.

Le châssis porte les cylindres, les guides de crosses de pistons et toutes les pièces du mécanisme qui ne doivent pas absolument, comme les poulies d'excentriques, être fixées aux essieux.

Certaines pièces du mécanisme, comme les bielles motrices, les barres d'excentriques, reposent par une extrémité sur les essieux et par l'autre en un point solidaire du châssis.

Comme on le voit, la locomotive ne saurait constituer une machine à vapeur parfaite dans laquelle on considère que la stabilité, la fixité relative de l'arbre moteur par rapport au bâti est une condition de bonne exécution.

Désignation abrégée des types de locomotives à vapeur

En recourant à une notation chiffrée, l'on peut se représenter en esprit l'aspect extérieur d'une locomotive et, par là-même, l'on peut se rendre compte assez exactement du service auquel elle est destinée.

Ainsi, la notation américaine, la plus employée, donne, d'une part, le nombre de roues porteuses, d'autre part, le nombre de roues motrices et accouplées. Pour le surplus, celle notation indique la position que ces roues occupent les unes par rapport aux autres.

Fig. 13. Locomotive 4-4-2 ou 2-2-1	Fig. 16. Locomotive type Pacific 2-3-1
Fig. 14. Locomotive 4-4-0 ou 2-2-0	Fig. 17. Locomotive type Consolidation 1-4-0
Fig. 15. Locomotive type Atlantic 2-2-1	Fig. 18. Locomotive type Decapod 1-5-0

Les roues sont classées dans l'ordre suivant : roues porteuses avant - roues motrices et accouplées - roues porteuses arrière.

Exemple : 4-4-2 est la notation qui correspond au schéma de la figure 13.

Fig. 13.

Afin que ce symbole ne puisse être confondu avec un nombre (en l'espèce 442), les chiffres sont séparés les uns des autres par des traits d'union (4-4-2).

Parfois, et c'est plus simple, le symbole indique le nombre d'essieux au lieu du nombre de roues, on a alors :

2-2-1 au lieu de 4-4-2.

C'est la notation que nous adopterons.

Quand il n'y a pas d'essieux porteurs à l'avant ou à l'arrière, on remplace le chiffre correspondant par un zéro.

Exemple (fig. 14) :

Fig. 14.

= 4-4-0 (roues) ou 2-2-0 (essieux)

Ainsi que le montre le tableau ci-dessous, la notation américaine permet de deviner à quel service est destinée la locomotive par l'examen de son symbole chiffré.

Locomotive
à 5 essieux		à 6 essieux
1) Fig. 15.	Atlantic	2) Fig. 16.	Pacific
	service à voyageurs		service à voyageurs
3) Fig. 17.	Consolidation	4) Fig. 18.	Decapod
	service à marchandises		service à marchandises

En effet, un bogie directeur à 2 essieux à l'avant (schémas 15 et 16), associé à un petit nombre d'essieux moteurs et accouplés avec roues de grand diamètre dénote qu'il s'agit d'une locomotive pour trains de voyageurs.

Un seul essieu directeur à l'avant (schémas 17 et 18), associé à un nombre important d'essieux moteurs et accouplés avec roues de petit diamètre, indique que la locomotive est destinée à la remorque des trains de marchandises.

Enfin, comme dans les locomotives classiques, les cylindres sont placés à l'avant et le foyer à l'arrière, l'examen du symbole chiffré nous permet de juger grosso-modo de l'aspect extérieur de la locomotive, autrement dit de son architecture.

En Amérique, un bon nombre de groupements d'essieux moteurs et accouplés ont reçu un nom spécial. Certains de ces noms, reproduits au tableau de la page 16 (fig. 19 à 41), sont d'un usage courant dans le monde entier.

Dans la notation allemande, les essieux moteurs et accouplés sont représentés pas une lettre latine majuscule :

• la lettre A pour un seul essieu moteur.
• la lettre B pour deux essieux moteurs ou accouplés.
• la lettre C pour trois essieux moteurs ou accouplés, etc.

Les essieux porteurs sont désignés par un chiffre comme dans la notation américaine (voir le tableau de la page 16).

Locomotives articulées

Pour les locomotives articulées, comportant deux groupes d'essieux moteurs et accouplés, comme dans les machines Mallet, Garratt, Goldwé, etc., on réunit les deux groupes d'essieux par le signe +.

Schémas		Notation
		américaine	allemande
Fig. 42.		0-2 + 2-0	B + B
Fig. 43.		0-3 + 3-0	C + C
Fig. 44.		1-2 + 2-1	1 B + B 1
Fig. 45.		1-3 + 3-1	1 C + C 1

Schémas		Notation		Appellation américaine
		américaine	allemande
1 essieu moteur
Fig. 19.		2-2-0	1 A	-
Fig. 20.		2-2-2	1 A 1	-
Fig. 21.		4-2-2	2 A 1	Single driver
2 essieux accouplés
Fig. 22.		2-4-0	1 B	-
Fig. 23.		2-4-2	1 B 1	Columbia
Fig. 24.		4-4-0	2 B	American
Fig. 25.		4-4-2	2 B 1	Atlantic
3 essieux accouplés
Fig. 26.		0-6-0	C	-
Fig. 27.		2-6-0	1 C	Mogul
Fig. 28.		4-6-0	2 C	Ten Wheel
Fig. 29.		2-6-2	1 C 1	Prairie
Fig. 30.		4-6-2	2 C 1	Pacific
Fig. 31.		4-6-4	2 C 2	Baltic
4 essieux accouplés
Fig. 32.		0-8-0	D	Eight Coupler
Fig. 33.		2-8-0	1 D	Consolidation
Fig. 34.		4-8-0	2 D	Twelve Wheel
Fig. 35.		2-8-2	1 D 1	Mikado
5 essieux accouplés
Fig. 36.		0-10-0	E	Ten Coupler
Fig. 37.		2-10-0	1 E	Decapod
Fig. 38.		2-10-2	1 E 1	Santa-Fé
Fig. 39.		4-10-0	2 E	Mastodont
6 essieux accouplés
Fig. 40.		2-12-0	1 F	-
Fig. 41.		0-6 + 6-0	C + C	Système Mallet