Ernest Gouin

“ La résistance de l'air dépend du nombre, de la forme, et de l'espacement des voitures, de la vitesse du train, de la direction -et de l'intensité du vent, de la configuration du terrain et des abris qu'il peut former ”

“ La différence de pression entre le cylindre et la chaudière doit nécessairement s'accroître avec les vitesses ; mais c'est uniquement parce que le volume de vapeur dépensée devenant plus grand, l'augmentation de vitesse qu'elle éprouve en parcourant les tuyaux de conduite exige une augmentation correspondante dans la différence de pression génératrice de cette vitesse. ”

“ Nous ferons remarquer que cette pression accusée par le manomètre à mercure est une moyenne par rapport au temps, tandis que la résistance contre le piston, déduite des diagrammes, est une moyenne par rapport à la course du piston, et que le maximum de cette pression résistante a lieu aux extrémités de la course lorsque le piston va de plus en plus lentement pour changer ensuite le sens de sa marche. ”

“ Ces résultats ne permettent d'apprécier que la résistance totale d'un convoi ordinaire du chemin de fer de Versailles, rive droite; nous nous étions proposé d'appliquer à la mesure simultanée des résistances propres du train remorqué et du train brut, un dynamomètre intercalé entre le tender et la première voiture, et en même temps l'indicateur de Watt donnant la valeur du travail effectué sur le piston par la vapeur et par suite la résistance brute, ce qui nous aurait fourni le moyen de déterminer l'importance des frottements additionnels qui se développent dans une machine chargée. ”

“ Lorsque la pression résistante derrière le piston est très-faible, la vapeur comprimée conserve une tension inférieure à celle qui s'établit dans le cylindre pendant l'admission ; dans le cas contraire, elle lui devient égale et même supérieure ; la vapeur au premier instant de la course est alors refoulée dans la boîte à tiroir. Le dernier effet est la conséquence du grand mouvement que M. Clapeyron a donné aux tiroirs ; pour l'atténuer, il a été nécessaire d'augmenter la liberté du cylindre. ”

“ Nous avons vu plus haut que pour passer de la boîte des tiroirs aux cylindres, dans les circonstances ordinaires de la marche, la vapeur à la pression moyenne absolue de 4 kil. 4o par centimètre carré, éprouvait une réduction de JO pour cent dans sa tension, soit environ une demi-atmosphère ; il se passe certainement quelque chose d'analogue pendant l'échappement : la résistance que la vapeur éprouve dans le passage des lumières, pour arriver à la base du tuyau d'échappement, doit nécessairement déterminer l'existence d'une différence de pression motrice. ”

“ Ainsi que nous venons de le dire, la détente de la vapeur a lieu sensiblement suivant la loi de Mariotte, en raison inverse des volumes.
La vapeur, en se dilatant, suit peut-être une loi plus compliquée que celle de Mariotte, à cause de la vaporisation de l'eau entraînée et du réchauffement dû aux parois du cylindre ; mais il n'en est pas moins constant qu'à i/io d'atmosphère près, la loi de Mariotte nous a paru applicable à tous les résultats que nous avons obtenus, et d'une exactitude suffisante pour les besoins de la pratique. ”

“ A de grandes vitesses la diminution de pression est bien moins rapide, et la surface représentant le travail moteur de la vapeur n'éprouve pas de ce fait une diminution très-notable. La pression résultante finale, qui reste sensiblement constante pendant une grande partie de la course rétrograde, s'établit plus promptement; enfin la compression commençant plus tard, l'aire résistante qui lui correspond se trouve très-sensiblement réduite.
Nous avons obtenu une amélioration sensible dans la marche de la machine et dans la valeur de la résistance derrière le piston. ”

“ L'une des difficultés que présente l'observation de la tension variable de la vapeur dans les machines locomotives, est la nécessité de placer l'indicateur le plus près possible du cylindre, de manière à réduire à son minimum l'influence des frottements et de la condensation de la vapeur dans- les tuyaux de conduite. ”

“ La pression résistante, due à la nature et aux dimensions des orifices et tuyaux par lesquels la vapeur s'échappe, est très-considérable, beaucoup plus grande que n'auraient pu le faire supposer les calculs des observateurs qui ont traité cette question et qui n'ont tenu compte que du tuyau d'échappement, sans avoir égard aux résistances créées par le passage de la vapeur à travers les lumières. ”

“ La pression, dans la chaudière, n'éprouvant pas de variation sensible entre deux coups de piston, et la pression dans la boîte à tiroir n'en éprouvant qu'une très-faible à chaque introduction de vapeur dans les cylindres, nous avons pu comparer directement ces deux pressions en plaçant l'indicateur en guise de manomètre sur un tuyau mis successivement et très-rapidement, par une manœuvre de robinets, en communication avec ces deux parties de la machine. ”

“ Comme l'échappement ne peut pas être instantané, elle continue à exercer sur le piston une pression d'une valeur très-importante.
La pression résistante totale de la vapeur derrière le piston résulte, 1° de la résistance au mouvement qu'elle éprouve dans les lumières et dans le tuyau d'échappement ; 2° de la compression produite par l'avance du tiroir et le recouvrement; 3° de la pression de l'atmosphère dans laquelle s'échappe la vapeur. ”

“ Les diagrammes que nous avons tracés représentent en vraie grandeur la course du piston; ils ont été relevés lorsque lè mouvement du
train était devenu uniforme; la vitesse, à ce moment, était mesurée par l'observateur placé sur la plate-forme, qui, pour s'assurer en même temps de l'uniformité du mouvement, comptait le nombre de tours de roue pendant dix secondes, au moyen d'une bonne montre à seconde,
et donnait le signal de l'opération. Il relevait en outre les autres données de l'expérience, telles que : niveau de l'eau dans la chaudière, ouverture du régulateur et du tuyau d'échappement. ”

“ Dans les diagrammes relevés pendant la marche à grande vitesse, les effets ne sont plus aussi marqués, par suite du léger retard que présentent les indications de l'instrument. On voit quelquefois l'avance à l'échappement disparaître complètement.
Dans les diagrammes obtenus au départ des trains et à de petites vitesses, la pression dans le cylindre est constante pendant toute la période d'admission ; la même remarque peut être faite pour les courbes obtenues à de grandes vitesses ”

“ Nous avons commencé par mettre un manomètre à mercure en communication avec l'extrémité supérieure du tuyau d'échappement, et nous avons constaté ainsi des pressions moyennes variant de 6 à 11 centim. de mercure, suivant la dimension de l'orifice d'échappement. Nous avons ensuite introduit l'extrémité du tube communiquant avec le manomètre jusque dans la lumière d'échappement sous le tiroir luimême, et nous avons vu varier la pression moyenne de 8 à 17 centim., suivant que la tuyère était plus ou moins ouverte. ”

“ Diverses circonstances nous ayant empêché de donner suite à ce projet, nous nous contenterons de donner ici les résultats d'expériences préliminaires que nous avons faites dans le but de nous familiariser avec l'usage du dynamomètre; les mesures d'efforts de traction, sur les trains à grande vitesse, étant jusqu'ici peu nombreuses, ces résultats ne seront peut-être pas entièrement dépourvus d'intérêt. Les nos i à 5 de la planche III sont la reproduction exacte de plusieurs portions de diagrammes relevés avec un dynamomètre à style traceur, que M. Morin a bien voulu mettre à notre disposition. ”

“ Nous avons répété ces essais sur plusieurs machines, la suppression du recouvrement antérieur n'a pas produit d'économie apparente de combustible; mais les machines ont gagné des avantages d'un autre ordre : le tirage est devenu plus actif, la marche est devenue plus facile, et les mécaniciens en ont profité pour marcher plus vite et gagner plus souvent la prime d'arrivée à l'heure. ”

“ Un premier élément de cette résistance est la contre-pression produite par le recouvrement intérieur; lorsque pendant la course rétrograde du piston, la pression effective de la vapeur est nulle, la contre-pression ne donne pas une résistance moyenne supérieure à 0\ JO par centimètre carré, lorsqu'on la N ramène à la longueur totale de la courbe ”

“ L'ensemble des expériences, dans lesquelles la vitesse du convoi a été égale ou supérieure à 36 kilom. à l'heure, donne pour la vitesse moyenne 44km>o Pour la résistance moyenne iokg, 5 Le passage des convois dans des courbes de petit rayon, doit nécessairement accroître les résistances en augmentant le terme relatif aux frottements de glissements accidentels, mais cette augmentation d'une partie de la résistance n'exerce qu'une assez faible influence sur le total. ”

“ Avance à contre-vapeur. om,005 Id. l'échappement. 0,015 Course du piston pendant la détente. 0,158 Id. compression. 0,08 5 Liberté du cylindre. 51
Configuration des diagrammes ; distribution de la vapeur.
En jetant les yeux sur les diagrammes 31, 60, 61, 62 et 63, obtenus au départ ou en marche à faible vitesse, on remarque que l'avance à
l'admission se trouve supprimée et que l'introduction de la vapeur a lieu juste à l'instant où le piston arrive à l'extrémité de sa course, tandis qu'en faisant marcher la machine à la pince, le tiroir sans charge, on trouve une avance de 5 millim. ”

“ M. Clapeyron a poussé, dans la Gironde et dans plusieurs autres machines, la détente beaucoup plus loin qu'on ne l'avait fait jusqu'alors; de plus, il a donné aux tiroirs un fort recouvrement intérieur, pour compenser l'échappement prématuré de la vapeur.
Les dimensions principales de cette machine sont les suivantes :
Diamètre des roues motrices : im ld. petites roues. 1,08 Distance des essieux extrêmes. 3>64 Diamètre des cylindres 0 3g Course du piston. 0,46 Surface du piston. II 34cc Longueur de la partie cylindrique de la chaudière. 2m,52 Diamètre intérieur de la chaudière. ”

“ On peut partager ces expériences en deux catégories : la première, comprenant celles des 27, 28, 29 novembre, dans lesquelles la vaporisation par heure a été moyennement de 2282 kilog., et le rapport entre la dépense théorique et la dépense effective, de o,523; la deuxième, comprenant celles du 3o novembre, dans lesquelles la vaporisation s'est
élevée à 333g kilog., soit environ 50 pour cent en sus, et dans lesquelles le rapport des consommations a été moyennement égala o, £ 8y. ”