Train à grande vitesse

“ Les chemins de fer en ont constaté de mémorables exemples : des trains express ont affronté presque impunément des obstacles où l’on se fût brisé avec une moindre vitesse. Cependant plus un train est rapide, plus il possède une grande quantité de cet effet mécanique nommé force vive par les physiciens, et qu’il faut dépenser toujours pour passer du mouvement au repos, et vice versa. ”

“ Si les trains de grande vitesse viennent à patiner sur place, sans avancer, ils sont rejoints par un autre train rapide, qui les suit. Un train de marchandises dont la marche était calculée à une allure anormale, accélérée, peut se mettre en retard d’une façon imprévue, et il peut alors être tamponné par un train de voyageurs, marchant dans le même sens et animé d’une vitesse supérieure. ”

“ Le travail développé, en tenant compte des résistances appréciées comme ci-dessus et de la vitesse moyenne de marche, conduirait à un travail de 84 chevaux en nombre rond, qui devrait être augmenté pour tenir compte de l'influence des courbes de 400 mètres de rayon et de la dépense de puissance vive employée à porter rapidement le train à sa vitesse normale, laquelle force vive est en grande partie reprise inutilement par le frottement des freins lors du ralentissement et de l'arrêt. ”

“ Des expériences récentes ont démontré que l’air oppose à la marche d’un train express une résislance qui, pour être vaincue, exige le travail de près de cent chevaux-vapeur. Ce qui, soit dit en passant, montre que la vitesse en chemin de fer est chose coûtant fort cher. ”

“ Avec les nouveaux engins, tant que les pentes n’excéderont pas 5 millimètres par mètre, on pourra charger un train de 600 tonnes (600,000 kilogrammes) . À ce compte, un train de petite vitesse suffira là où il en fallait deux et même trois. ”

“ Une machine capable de remorquer une charge sur une rampe et à une vitesse données pourrait donc alors maintenir, à la descente, la même vitesse uniforme du même train; et cela à fortiori, puisque l'effort de traction est la somme des efforts de la gravité et des résistances propres du train, tandis que l'effort de retenue est seulement leur différence. ”

“ Cette vitesse, qui dépend de la puissance de la machine, dépend aussi du nombre de ralentissements prévus que le train doit subir sur sa route, du nombre de bifurcations qu’il rencontre au profil de la ligne, et du nombre de points fixes, sinon dangereux, au moins exigeant impérieusement une marche prudente, tels que ponts tournants, etc.
La vitesse réelle de marche est celle qu’on peut mesurer à tout instant avec des appareils appropriés. C’est celle qui intéresse l’ingénieur et le machiniste, et qui donne l’idée exacte de la puissance de la locomotive ”

“ Cette force vive croît proportionnellement au poids du train qui chemine et proportionnellement au carré de la vitesse, d’où l’on peut calculer qu’un lourd train bien lancé possède en lui une quantité de l’effet mécanique en question égale à celle que pourrait développer une puissante machine à vapeur en travail. On comprend donc qu’avec l’accélération des vitesses l’on rende plus difficile le prompt arrêt d’un train, soit aux stations, soit à la vue d’un obstacle souvent atteint en même temps qu’aperçu. ”

“ La vitesse d'un train express s'élève rarement jusqu'à 20 métrés par seconde (18 lieues à l'heure) ; une vitesse double ne s'obtient que dans des circonstances tout à fait exceptionnelles. On peut donc dire que les vitesses des trains de chemins de fer n'atteignent jamais à la limite qui pourrait commencer à rendre la force vive du convoi dangereuse pour la stabilité des poutres en tôle. ”

“ On ne doit pas oublier, en effet, que pour arrêter un train, il faut vaincre la force vive dont il est animé, et que cette force vive est égale au produit de la masse du train multipliée par le carré de sa vitesse; ce qui est exprimé par la formule mv2, dont les deux facteurs correspondent précisément à la caractéristique des grands trains modernes, qui sont à la fois lourds et très rapides. ”

“ La force et la robustesse des locomotives, la dimension et le poids formidable des wagons qu'elles entraînent, ont réclamé, pour que la rapidité soit possible, l'application de progrès nouveaux et la mise en oeuvre de procédés perfectionnés dans la construction des lignes ; car, pour permettre la vitesse des trains et lutter contre les vibrations que les lourds et grands rapides font subir aux voies, il faut donner à celles-ci une résistance très grande et une stabilité à toute épreuve. ”

“ On admet généralement comme un fait établi que, toutes choses égales d'ailleurs, — nombre de wagons et vitesse, notamment, — la résistance par tonne du train est d'autant moindre qu'il est plus chargé; mais on voit qu'il y a en présence deux effets contraires : l'accroissement de l'effort dû au frottement des fusées, la diminution de l'effort dû à la résistance de l'air. D'après les expériences précédentes, aux vitesses voisines de 30 kilomètres, les deux causes se compensent; pour les vitesses plus grandes, la seconde l'emporterait, et le tirage par tonne serait moindre. ”

“ Le jeu intérieur de la machine a toute l'irrégularité des machines à deux bielles et à double effet, avec les complications de la détente. Mais l'effet produit consiste dans la progression d'un train beaucoup plus pesant que la machine elle-même, et dès que cet ensemble a acquis la marche normale, sa vitesse se maintient d'une manière sensiblement uniforme, sans que le mouvement général subisse de perturbations sensibles à chaque tour des roues motrices. Le train est le véritable volant de la locomotive 1. ”

“ Si les lignes de grande circulation sont établies avec une grande solidité, parce que les voies doivent résister à la puissance vive résultant du choc latéral de masses considérables animées d’une grande vitesse, les lignes en pays de montagnes doivent être construites avec le même soin, parce que les machines, si elles sont animées d’une vitesse moins grande, attaquent le rail sous un angle plus prononcé. ”

“ Une telle mesure aurait été suffisante si les trains se succédaient avec une vitesse égale ; s’il ne survenait ni déraillement des véhicules, ni éboulements de murs ; si un train ne demeurait pas en détresse, par suite d’un accident survenu à la locomotive ou aux wagons ”

“ Il y circule des trains express à grande vitesse et des trains de marchandises très lourds qui se composent souvent d’une soixantaine de voitures. Leur allure est très rapide à la descente et très lente à la montée. Nous nous trouvons donc dans cette situation particulièrement difficile d’avoir, sur la même voie, des trains de marchandises montants marchant à 15 1/2 kilomètres à l’heure, tandis que les trains de voyageurs descendants y circulent à la vitesse de plus de 90 kilomètres avec des courbes de 300 mètres. ”

“ Nous pensons que toutes les dimensions des pièces qui entrent dans la composition des wagons en circulation sur les chemins français et étrangers, à grande vitesse, pourront être réduites sur le nôtre sans qu'il en résulte le moindre inconvénient.
Les mouvements de lacet et de galop dont les effets destructeurs, sur le matériel roulant, augmentent avec la vitesse, nécessitent, pour ce matériel, une solidité qu'on ne peut obtenir que par de fortes dimensions surtout, lorsque les trains doivent parcourir de 80 à 100 kilom. à l'heure (50 à 66 milles.) ”

“ Quoique limitée, l'échelle des vitesses des trains est déjà trop étendue pour qu'une seule formule empirique puisse représenter avec une exactitude tolérable, et seulement pour le cas de l'air en repos (ou d'un vent ayant une vitesse connue, et la même direction que le train) , les résistances qui leur correspondent. ”

“ Mais tout le monde sait que sur les voies Vignoles des Compagnies du Nord et de l’Est, avec des rails pesant 30 kilogrammes le mètre courant, les trains marchent souvent à des vitesses de 110 à 120 kilomètres. On ne peut donc dire quë les voies à coussinets seules conviennent aux lignes à grande vitesse. ”

“ Ce type de locomotive, dont le poids ne dépassait jamais 32 à 35 tonnes, est caractérisé par l’existence d’un seul essieu moteur, et par un mécanisme ayant son centre de gravité assez bas pour répondre à toutes les conditions qu’exigeait la traction à grande vitesse de trains légers dont le poids ne dépassait jamais 90 à 95 tonnes. ”

“ Ce n’est pas que la vitesse soit par elle-même un danger : un train lancé à toute vapeur franchit ou pulvérise des obstacles contre lesquels une marche moins rapide l’exposerait à se briser; mais l’impétuosité de la course a pour effet de rendre ingouvernables, si vous ne préparez votre action de loin, ces grandes masses une fois emportées. La vitesse sur les chemins de fer est, en bonne marche courante, de 8 mètres par seconde pour les trains de marchandises les plus lents : c’est presque la vitesse maximum des meilleurs steamers. Les trains express parcourent jusqu’à 25 mètres par seconde ”

“ A cinq cents mètres au moins avant d'arriver au point où une ligne d'embranchement vient croiser la ligne principale, le mécanicien devra modérer la vitesse de telle manière que le train puisse être complétement arrêté avant d'atteindre ce croisement, si les circonstances l'exigent. ”

“ La compagnie du Nord, qui fait des travaux magnifiques, a fait construire dernièrement
une locomotive à douze roues motrices, dont les six essieux sont mus par quatre cylindres, formant deux équipages de mécanisme moteur qui font tourner trois essieux chacun et trois paires de roues couplées par des bielles spéciales.
Cette locomotive pèse 60,000 kilogr., et, le 21 janvier dernier, on a constaté ceci : la machine a remorqué un train de 21 wagons, à la vitesse de 20 kilom. à l'heure ; et, après un parcours de 1,200 mètres, les roues ont patiné, la vitesse a été ralentie de 7 à 8 kilom. ”

“ Quant au matériel roulant, des véhicules à trois essieux, avec jeux suffisants, établis suivant certaines règles, peuvent très bien être utilisés dans les trains, à toute espèce de vitesse; surtout si l’on n’a pas de raison de craindre les complications inhérentes à la réalisation mécanique des susdites règles, et si le régime de l’exploitation ne comporte pas l’utilisation des longs véhicules de grande capacité. ”

“ Une locomotive sur rails peut traîner à petite vitesse la charge de 1000 chevaux qui seraient attelés à des voitures ordinaires; à grande vitesse, elle fait dix fois plus de chemin que la poste à cheval : ce qui explique la préférence accordée aux chemins de fer, qui sont d'autant plus nombreux dans un pays, que ce pays est plus populeux, plus industriel, et partant, plus riche. ”

“ Ce qui importe, en effet, pour l'exploitation militaire, ce n'est point d'avoir quelques trains de grande vitesse, qui obligent à garer les autres trains et à en réduire le nombre, mais bien d'obtenir d'une ligne son rendement maximum par la mise en marche le plus grand nombre de trains possible ”

“ Pendant la nuit ou les temps de brouillard, dès que la machine a changé de voie, le Machiniste doit avoir soin de changer les signaux suivant le sens dans lequel la machine marche, de manière à toujours la couvrir du signal rouge.
ART. 20.
Les Machines allant, tender en avant, secourir les trains en détresse, peuvent marcher à la vitesse maximum de 45 kilomètres à l'heure. Lorsque ces machines remorquent le train secouru, le tender en avant, la vitesse maximum du train ne doit pas dépasser 30 kilomètres. ”

“ Enfin, s'il arrive en sens inverse, sur l'autre voie, un train marchant, lui aussi, d'une vitesse égale à celle du premier, on pourra, ayant l'illusion de sa propre immobilité, croire que ce nouveau train est du double plus rapide que le premier, c'est-à-dire court à raison de 120 kilomètres. ”

“ Mais en marche, les points morts étant franchis par l'inertie, la distribution a lieu, et l'effort effectif moyen peut être encore assez grand pour entretenir, sur palier, la vitesse normale d'un train léger ; c'est ce que savent beaucoup de mécaniciens.
Dès qu'il y a encore une aire motrice, un effort de traction, avec le levier relevé au point mort, le même effet doit, par suite de la continuité, persister pour une certaine étendue de la marche en arrière; la machine doit continuer à tirer, tout en ayant la distribution renversée. ”

“ Le mécanicien, doit partout et'toujours, être maître de son train.
Il doit donc, autant que possible, disposer des moyens de ralentissement et d'arrêt, comme il dispose de la puissance motrice. Mieux placé que tout autre agent du train pour apprécier la nécessité d'un arrêt plus ou moins prompt, il doit avoir directement sous la main des moyens puissants, sinon même la totalité de ceux dont le train est pourvu en raison de sa masse, de sa vitesse, et du profil. ”

“ On a vu, au chapitre VII, la force et la vitesse du moteur qui nous permet de transporter 37 tonnes de poids utile en marchandises par train, ou 370 voyageurs sans bagages les jours fériés a la vitesse de 28 à 32 kilomètres à l'heure.Ce calcul mathématique, par le diamètre des roues du manège, aurait dû sauter à la vue des faux raisonneurs, que nous avons en trop grand nombre dans notre pays. ”

“ Cette question est plus sérieuse quelle n’en a l’air, parce que si, pour des trains qui ne marchent qu’à une vitesse de 14, 15 ou 18 kilomètres à l’heure, on est obligé de faire beaucoup de manœuvres en route avec les locomotives, on n’arrive jamais à destination. ”

“ Malgré la différence des classes, la vie nous emporte tous ensemble, à grande vitesse, dans un seul train, vers la mort.
La sagesse serait de dormir jusqu'à cette gare terminus. Mais, hélas, le trajet nous enchante, et nous prenons un intérêt si démesuré à ce qui ne devrait nous servir que de passe-temps qu'il est dur, le dernier jour, de boucler nos valises. ”