dans les limites ordinaires de variation de vitesse, un rendement presque uniforme et maintenir à une valeur élevée celui des dynamos et des moteurs, en maintenant la proportionnalité entre les pertes dans le fer et la puissance fournie à la locomotive; les pertes dans le cuivre peuvent cependant déprimer le rendement aux faibles vitesses de la locomotive, mais cette réduction est peu sensible en marche ordinaire; elle se fait sentir surtout aux démarrages.

On verra plus loin quel est le rendement au crochet d'attelage.

Tender moteur Heilmann. Pour les trains de marchandises lourds et à vitesse lente, M. Heilmann a trouvé un moyen ingénieux d'utiliser presque sans changement sa locomotive à grande vitesse: il place le tender lui-même sur un truck à quatre moteurs semblable aux bogies de la locomotive et obtient ainsi, avec un ensemble de 12 moteurs, un effort de traction total de

12 × 1 t. 12 tonnes.

On réalise la vitesse convenable, soit en mettant des groupes de moteurs en série, soit en modifiant les enroulements de ceux-ci. Cette solution constitue une sorte d'intermédiaire entre la locomotive simple et le train entièrement automoteur du même inventeur.

Elévation.

1000

Vue par bout.

Fig. 424.

Locomotive Heilmann de la ligne de Saint Germain, à alimentation
extérieure (échelle 1/100).

Comme nous l'avons dit Locomotive Heilmann à alimentation extérieure. plus haut, les trucks Heilmann peuvent très bien s'appliquer à des locomotives électriques recevant leur courant d'une ligne aérienne ou d'un troisième rail. Un premier exemple de cette application vient d'être fourni par l'inventeur dans ses locomotives de la ligne de Saint-Germain, servant aux essais de traction électrique de la Compagnie de l'Ouest entre Saint-Germain-Ouest et Saint-Germain-Grande-Ceinture (3 500 m. de longueur environ).

Ces machines (fig. 424 et 425) sont formées d'un châssis en tôle d'acier sem

blable à celui décrit ci-dessus et d'une caisse abritant les appareils de manœuvre ainsi qu'un transformateur rotatif placé au centre de la plate-forme dans une cabine disposée à cet effet. Ce transformateur, qui a pour but d'abaisser la tension du courant de la ligne en même temps que de permettre un mode spécial de régulation de la vitesse (qui sera décrit au chapitre X), se compose d'un moteur et d'une génératrice, tous deux avec inducteurs à quatre pôles, montés sur un bâti commun; les induits sont enroulés en tambour et clavetés sur le même arbre.

Les quatre essieux sont actionnés par des moteurs du même type que ceux de la locomotive automotrice et groupés en parallèle.

Deux postes de manœuvre, placés aux deux extrémités de la machine pour permettre de la faire marcher indifféremment dans l'un ou l'autre sens, contiennent chacun un appareil de manoeuvre du rhéostat d'excitation de la génératrice du transformateur, ainsi que des organes de commande du frein Westinghouse et du frein à main; les appareils de changement de marche et de mise en série des moteurs, le commutateur de mise en marche du moteur et du transformateur sont placés entre les deux postes sur les parois de la cabine du transformateur.

Le courant est transmis à ces locomotives de deux manières différentes : 1° Au moyen d'un troisième rail central et de frotteurs fixés au châssis sur la portion de la ligne comprise entre la Grande-Ceinture et l'usine génératrice;

2o Au moyen d'un conducteur aérien et d'un tròlet entre l'usine et la gare de Saint-Germain-Ouest, dans le but d'éviter les accidents dans cette gare. Le retour du courant se fait dans les deux cas par les rails de roulement.

Locomotive électrique automotrice Walkins. Bien que la locomotive Heilmann ait été vivement critiquée en Amérique, elle y a cependant trouvé des

imitateurs. M. L. E. Walkins, de Boston, en particulier, a établi une locomotive de ce genre pour l'Ohio River, Madison and Central Electric Railroad, qui doit s'étendre de la ville de Madison (Indiana) à Cincinnati (Ohio), sur une longueur d'environ 100 km. Cette locomotive ressemblera à un grand fourgon à bagages muni à l'avant d'une spacieuse cabine de mécanicien. Sous celle-ci se trouvera un bogie à quatre roues de 1,98 m.; le bogie d'arrière sera à six roues de 0,84 m. Le châssis de la locomotive, construit en acier, aura 13,58 m. de longueur; à l'extrémité seront les soutes à charbon et les réservoirs d'eau, au centre sera une chaudière du type locomotive et enfin dans la cabine une machine à vapeur Westinghouse verticale commandant directement 2 dynamos génératrices de 400 chev. chacune. Le bogie d'avant, seul moteur, sera équipé avec 2 moteurs Westinghouse de 350 chev. commandant directement les essieux. La machine est disposée de manière à pouvoir circuler dans des courbes de 100 m. de rayon. Elle sera munie de tous les perfectionnements modernes : économiseur, surchauffeur de vapeur, etc. La cabine contiendra en outre de chaque côté une batterie d'accumulateurs de capacité suffisante pour pouvoir, en cas de besoin, trainer la locomotive jusqu'à une voie de garage et tous les leviers de manœuvre, tableaux de distribution, régulateurs, etc. Le bogie porteur sera lui-même muni comme réserve d'un moteur de 200 chev., dont l'arbre pourra être embrayé en cas de besoin et exceptionnellement avec un train d'engrenages commandant l'un des essieux. Le coefficient de réduction et l'enroulement de ce moteur sont combinés de telle manière que, si on le met en parallèle avec les moteurs du bogie d'avant, il tende à produire la méme vitesse; cela permettra de le faire travailler avec les autres au démarrage et sur les fortes rampes.

Des essais ont déjà été faits sur la ligne de Nantasket Beach avec une voiture locomotrice équipée d'après ce système.

Le tableau suivant résume quelques-unes de ses données :

Il sera intéressant de connaitre les résultats obtenus avec ces machines en

19,5 173,6

18

m3

8

t.

800 chev.

900 chev.

service.

$ 4.

COMPARAISON ENTRE LES LOCOMOTIVES ÉLECTRIQUES

ET LES LOCOMOTIVES A VAPEUR

L'exploitation électrique des lignes de chemins de fer est encore trop peu développée pour qu'on puisse la comparer à l'exploitation par locomotives à vapeur au point de vue économique autrement que par des évaluations fort hypothétiques' qui sortiraient des limites de ce chapitre. Cette comparaison ne peut, du reste, être complète qu'en tenant compte de la question capitale de la production et de la distribution du courant, dont l'étude n'entre pas dans le cadre du présent travail.

Mais, dès maintenant, les matériels de traction électrique sont suffisamment connus et suffisamment expérimentés pour permettre d'établir, au point de vue des dispositions techniques, un parallèle entre la locomotive à vapeur et la locomotive (ou la voiture locomotrice) électrique, considérées comme engins de traction. C'est à cette comparaison que nous nous bornerons pour le moment 2.

Ce parallèle peut être fait pour des locomotives de toutes puissances et de toutes vitesses. L'expérience des lignes de Nantasket Beach, Mount Holly, etc., a montré en effet que les dispositifs électriques, d'abord réservés aux trains légers à vitesse moyenne, pouvaient être employés sur une échelle beaucoup plus grande et à des vitesses plus élevées. Les locomotives de Baltimore ont prouvé que les moteurs électriques permettaient de développer des efforts de traction plus considérables que ceux des plus grosses locomotives à marchandises. En définitive, aujourd'hui, on peut atteindre, si on le désire, avec les locomotives électriques, des puissances de 1000 à 1500 chev. à la jante des roues et même davantage, tandis que les plus fortes locomotives à vapeur ne développent guère à la jante plus de 900 chev. en palier. On peut donc

Cf. Baxter, The Electrical Engineer, 1896; Emery, Am. Inst. of El. Eng., octobre 1896; de Marchéna, Bulletin de la Société des Ingénieurs civils, 1896.

2

Il est donc bien entendu que dans tout ce qui va suivre, lorsque nous dirons que la locomotive électrique n'a pas de mécanisme, nous laissons de côté systématiquement

la machine génératrice, qui est indépendante des essieux.

On a atteint jusqu'à 110 km. à l'heure sur la ligne de Nantasket Beach.

admettre théoriquement la possibilité de l'emploi des locomotives électriques pour les services de voyageurs et de marchandises'.

Toutefois, pour ces derniers, l'intérêt de la traction électrique est limité, comme on le verra plus loin, à des cas spéciaux, tels que la traction sur lignes de montagne, qui exige des conditions difficiles à remplir. Pour les services de voyageurs, la traction électrique présente surtout des avantages pour les trains à grande vitesse; c'est donc plus particulièrement ce cas que nous aurons en vue dans ce qui suit.

Nous examinerons séparément, dans l'étude de la puissance et du rendement, le cas des machines alimentées par une ligne de distribution de courant et celui des machines portant avec elles leur source ou leur réservoir d'énergie. Mais, auparavant, comme ces deux types ont en commun le système de truck moteur, nous examinerons les avantages de celui-ci considéré comme un des éléments essentiels de la locomotive électrique.

Comparaison entre les locomotives à vapeur et électriques au point de vue des dispositions générales. Il peut sembler téméraire pour la locomotive électrique, à peine née, de vouloir rivaliser avec l'admirable engin qu'est la locomotive à vapeur actuelle, résultat de l'expérience de tant d'années et des travaux de tant d'ingénieurs et de spécialistes éminents. Cependant, le inoteur électrique présente sur le moteur à vapeur des points de supériorité qui justifient, croyons-nous, dans une certaine mesure cette audace. Elle s'appuie, il est vrai, sur des considérations surtout théoriques, dont la pratique réduit fort l'importance, mais qu'il n'est pas néanmoins sans intérêt de signaler ou de rappeler, bien que quelques-unes soient déjà un peu rebattues, notamment la première.

1o Au point de vue mécanique, la supériorité est évidente. Le moteur à vapeur ne donne en effet directement qu'un mouvement alternatif, qui doit être transformé en mouvement de rotation par une bielle et une manivelle ; les variations périodiques de vitesse des roues et des organes animés de mouvements alternatifs font apparaître des forces d'inertie qui impriment à la locomotive des mouvements élémentaires nuisibles, d'amplitude croissante avec la vitesse.

1 Les locomotives à vapeur des nouveaux types permettent cependant de dépasser les chiffres indiqués ci-dessus par exemple, la locomotive compound Vauclain du Chicago, Milwaukee and St-Paul R.R. peut développer jusqu'à 1 400 chev. indiqués et 1 230 chev. à la jante (en admettant un rendement organique de 0,88); les locomotives compound françaises les plus récentes du P.-L.-M. et du Nord développent jusqu'à 1 300 chev. sur les pistons et 1140 à la jante; mais ces régimes forcés ne peuvent être soutenus longtemps, tandis que les locomotives électriques du Baltimore and Ohio R.R. seraient capables, d'après M. Lee Parker, de développer d'une façon prolongée 1500 chev. à la jante.

TRACTION ÉLECTRIQUE.

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