Annuaire du cosmos, manuel de la science
L'événement qui a le plus caractérisé le siècle où nous vivons, si fertile en prodiges nouveaux, est sans contredit l'établissement des chemins de fer à grande vitesse, dont les réseaux couvrent aujourd'hui la plus grande partie du monde civilisé. Il ne faut pas oublier, bien que près de trente ans se soient écoulés depuis cette époque, que c'est M. Seguin aîné d'Annonay qui, après avoir déjà inventé les ponts en fil de fer, a doté l'industrie des chaudières à tubes de feu, invention qui a donné aux chemins de fer le moyen de parvenir à des vitesses qu'on eût jamais osé espérer obtenir, et qui peuvent même dans certains cas, paraître fabuleuses.
L'invention de M. Seguin date du jour où, après avoir construit le chemin de fer de Saint-Etienne à Lyon, concédé en 1827 à une compagnie qui en avait confié l'exécution à lui et à sa famille, il obtint de M. de Villèle l'autorisation de faire entrer en franchise deux machines locomotives anglaises construites par M. Stéphenson de Newcastle.
La quantité de vapeur produite par les chaudières des machines était si faible que c'est à peine si elle pouvait suffire à leur faire parcourir cinq kilomètres par heure. Cette condition parut à M. Seguin devoir toujours en restreindre l'usage au service des carrières de houille, d'ardoises, de chaux, de plâtre, auquel elles avaient été consacrées depuis leur récente origine, et il crut devoir appliquer le génie inventif dont il avait puisé le germe auprès de son oncle Montgolfier, à la recherche d'un moyen qui, tout en diminuant le poids des locomotives, eût pour résultat d'augmenter la production de vapeur.
C'est ce qu'il obtint en 1829 par l'invention de ses chaudières tubulaires adaptées aux machines qu'il avait fait construire à Lyon, pour le service du chemin de fer qui met cette ville en communication avec Saint-Etienne ; et le succès qui dépassa toutes les espérances, lui valut, quelques années après, son entrée à l'Institut, sous les auspices du célèbre Arago, dont la haute sagacité, le jugement sûr et droit, avaient, dès cette époque, pressenti les grands résultats qui devaient ressortir de l'invention de M. Seguin.
Le savant secrétaire perpétuel de l'Académie
des sciences disait, dans un discours qu'il prononça en 1837 à
la Chambre des députés, après avoir parlé de la
vitesse énorme avec laquelle les locomotives des chemins de fer devaient
se mouvoir :
Or, pour que ces machines marchent avec de si grandes vitesses, il faut
que la chaudière fournisse sans cesse, et sans retard, à la
consommation du corps de pompe. Une immense chaudière résoudrait
le problème, mais elle pèserait immensément, et la machine,
loin de faire un travail utile, loin d'entraîner avec une incroyable
rapidité des files de wagons, se déplacerait à peine
elle-même.
Eh bien, messieurs, la personne qui est parvenue à imaginer une chaudière
de petites dimensions, d'un poids médiocre, et qui cependant fournit
largement à la consommation de la locomotive, c'est notre compatriote
M. Marc Seguin... Si les admirables locomotives anglaises se meuvent avec
une vitesse qui effraie l'imagination, elles le doivent à la belle
et ingénieuse découverte de M. Seguin.
Plus tard encore, dans un rapport fait à la Chambre sur les chemins de fer, M. Arago s'exprimait ainsi : Quand on se rappelle la révolution capitale que notre compatriote, M. Seguin l'aîné, produisit dans l'art de la locomotive, le jour où, s'emparant des chaudières tubulaires de ses devanciers, il imagina de placer l'eau dans la capacité où se jouait la flamme, et de lancer cette flamme, au contraire, dans les tubes destinés d'abord à renfermer l'eau on a toute raison d'espérer de nouvelles découvertes et de compter sur leur simplicité.
Les circonstances différentes dans lesquelles se trouvaient les diverses localités qui devaient être desservies par les chemins de fer dans le principe de leur établissement, déterminèrent les gouvernements à établir des tarifs imposés aux concessionnaires, et calculés en raison des charges qu'ils devaient accepter. On reconnut plus tard tous les avantages qui résulteraient d'une unité de tarif, tout au moins dans chaque État où cette unité existait déjà pour les monnaies, les poids et les mesures. Les efforts de l'administration, en France, pour tenter cette fusion, ont déterminé à passer par-dessus les inconvénients de la réunion des compagnies en puissantes associations utiles dans un grand État, mais qui présentent toujours des difficultés pour un petit État subordonné à un grand, et l'oblige de s'organiser sur les mêmes bases d'administration en éprouvant tous les inconvénients d'un système dont il ne peut recueillir les avantages. Aujourd'hui les divergences dans les tarifs sont moins grandes qu'elles ne l'étaient dans l'origine ; les concessions qui sont données à de nouvelles compagnies sont calculées au moyen de subventions ou de certains avantages capables de compenser les différences que présentent les diverses localités, et l'unité tend de plus en plus à s'établir.
Document 2: données statistiques , sources idem
VOIES. - Largeur de la voie ; entre les faces intérieures
des rails de 1,44 à 2,13 mètres.
Largeur de l'entrevoie de 1,80 à 2,50 mètres.
Distance du rail à l'arête extérieure du chemin
de 1 à 1,50 mètre.
Longueur des traverses, 2,70 mètres.
Longueur des rails ; en fonte 1,20 mètre ; en fer de 4,50
à 5,50 mètres.
Poids des rails ; par mètre courant de 30 à 40 kilog.
Prix des rails les 100 kilog. de 34 à 40 francs.
VÉHICULES. - Poids des voitures ; de 4000 à 5000 kilog.
Diamètre des roues ; 1 mètre ; largeur de la pente
13 centimètres.
Longueur et largeur des caisses. - 1re classe,
longueur de 1,60 à 1,80 mètre ; largeur 2,10 à 2,40.
2e classe, longueur de 1,55 à 1,75 mètre
; largeur 2,26 à 2,28.
3e classe, longueur de 1,32 à 1,50 mètre
; largeur 2,26 à 2,29.
Résistance opposée par l'air au mouvement des convois :
la surface de résistance pour le premier wagon est de 6,50 mètres
carrés ; pour chaque wagon suivant elle est d'un mètre carré
; la locomotive et le tender comptent pour un wagon. Pour un convoi de 15
wagons marchant avec une vitesse de 40 kilomètres par heure, la résistance
est de 158 kilogrammes.
Tendance à la descente sur les pentes. Pour que le convoi
descende seul il faut que la pente soit d'un deux-centième ; si elle
est d'un cinquantième, un convoi chargé peut remonter un convoi
vide.
LOCOMOTIVES. - Classification. Machines de voyageurs. Vitesse de
40 à 80 kilomètres ; nombre des voitures remorquées de
7 à 15 ; diamètre des roues de 1,60 à 2,40 mètres
; course de piston faible relativement au diamètre des roues.
Machines de marchandises. Vitesse de 20 à 30 kilomètres
; diamètre des roues de 1,20 à 1,50, elles sont accouplées
à une ou deux autres paires de roues de même diamètre
; course de piston grande relativement au diamètre des roues; nombre
des wagons remorquées 40.
Machines mixtes. Vitesse de 35 à 50 kilomètres ; diamètre
des roues de 1m,50 à 1m,60 ; nombre des voitures
remorquées 20.
Les locomotives sont soit à deux cylindres extérieurs ou intérieurs
; soit à trois cylindres, deux extérieurs, l'un intérieur
; soit à plusieurs cylindres, lorsque le tender porte des cylindres
supplémentaires. Elles sont à 4, 6, 8, 10 et mêmes 12
roues. Conditions mécaniques. Nombre de tubes bouilleurs de
80 à 200.
Longueur des tubes 3,80 mètres.
Surface de chauffe de 22 à 100 mètres carrés.
Tension de la vapeur dans la chaudière de 4,5 à 8 atmosphères.
Eau consommée : 1,7 mètre cube par heure, de 50 à 100
litres par kilomètre, charbon consommé de 5 à 19 kilogramme
par kilomètre.
Puissance. Si une forte locomotive fonctionne dans les conditions
habituelles des machines fixes, la puissance sera de 25 à 30 chevaux
; calculée d'après la résistance totale du convoi et
l'espace parcouru dans une seconde, cette puissance est de 200 à 300
chevaux ; estimée par la seule traction des wagons, elle varie de 110
à 170 chevaux.
Poids des machines, minimum 14, maximum 64 tonnes. Pression exercée
sur les rails par chaque paire de roues de 8 à 14 tonnes. Pour un convoi
de 15 wagons la puissance dépensée pour entraîner la locomotive
et son tender est la moitié de la puissance totale.
Prix de la locomotive de 2 à 2,50 par kilogramme de son poids
; en moyenne 50000 francs.
Travail annuel d'une locomotive, 20000 kilomètres.
Travail total, en moyenne 300000 kilomètres ; il faut alors
la remplacer ou la construire à neuf avec une perte brute de 30000
francs.
Nombre de voyageurs, rapporté à la distance entière
de 50 à 100 par train.
Nombre de tonnes, rapporté à la distance entière
de 60 à 100.
Nombre de voyageurs tués ou blessés par accidents sur
chemin de fer : tués 1 sur 2300000 voyageurs ; blessés
1 sur 340000.
ÉTABLISSEMENT ET ENTRETIEN. Dépense moyenne de premier établissement
par kilomètre. France 390000 fr. ; Angleterre 530000
; Belgique 270000 ; Allemagne 201000 ; États-Unis
96000.
CHEMINS EXCEPTIONNELS.
Paris à Versailles rive droite 872000 francs.
Paris à Saint-Germain 1081000.
Paris à Versailles rive gauche 1015000.
Chemin de ceinture de Paris 11500000.
Les dépenses de premier établissement des anciennes voies de
communication sont :
Canaux en moyenne 129000 francs par kilomètre.
Routes impériales pavées 62500.
Routes non pavées 37500.
Frais d'exploitation. Entretien par kilomètre 3500 francs.
Prix de transport de chaque tonne à un kilomètre 4 centimes.
Charbon dépensé par chaque locomotive et par kilomètre
1,32 franc.
Document 3
Il n'y a, pour ainsi dire, maintenant qu'un seul modèle de frein qui soit employé en France pour les wagons ; c'est une barre de fer portant à ses extrémités deux sabots qui peuvent s'appuyer sur les jantes des roues ; il n'arrête pas instantanément la marche du convoi, et présente, en outre, l'inconvénient de produire des facettes sur les bandages ; son poids est de 350 kilogrammes, il coûte 500 francs.
M. Didier a imaginé un nouveau frein, qui substitue le frottement de glissement sur patins au frottement direct des roues sur les rails, en utilisant toute la charge du wagon. Il est facile d'en comprendre le mécanisme ; le châssis du wagon porte de chaque côté de ses logerons trois patins terminés par des semelles en bois, qui restent, pendant la marche, à une faible distance des rails ; par un mécanisme ingénieux, on abaisse le patin jusqu'à ce qu'il touche le rail, en même temps les roues sont déchargées du poids du wagon ; celui-ci retombe alors tout entier sur les patins et se trouve, pour ainsi dire, transformé en traîneau. L'expérience a démontré que le frein de M. Didier produit un arrêt plus rapide que le frein ordinaire, dont la puissance n'est guère que moitié de la sienne.
Document 4
Nous trouvons dans une notice publiée par M. Hager quelques détails sur l'éclairage par le gaz des wagons et des steamers. Chaque wagon porte un cylindre en fer forgé, rempli de gaz sous une pression de 20 atmosphères ; ce cylindre est muni des tuyaux nécessaires à la distribution du gaz ; un appareil particulier en règle l'écoulement. Lorsqu'on veut remplir les cylindres, on les met en communication avec un vaste réservoir composé de cylindres verticaux que l'on a remplis de gaz sous une pression de 21 kilog. par centimètre carré. Ce réservoir est établi près de la gare des machines, une conduite partant des embranchements du service, distribue le gaz sur tous les points où cela est nécessaire. Les premiers essais ont été faits sur le chemin de New-Jersey, et voici le jugement porté par les directeurs : La lumière est agréable, égale et vive, elle éclaire parfaitement toutes les parties du wagon, et mérite pleinement la préférence sur la lueur obscure des lampes à huile. La manutention est simple, facile et exempte des inconvénients des autres modes d'éclairage, enfin l'économie s'élève aux deux tiers de la dépense causée par l'usage de l'huile.
Document 5
Beaucoup de personnes, sensées du reste, frémissent à l'idée de faire un petit voyage en chemin de fer, quelques-unes même hésitent à user de ce mode de locomotion lorsqu'il s'agit d'un trajet de quelques lieues, disons même d'un séjour de quelques minutes dans ces terribles wagons. Elles voient avec une sorte de défiance que le génie de l'homme, après avoir soumis son empire les animaux et les éléments, obéissant sans cesse à cette impulsion secrète qui le porte à sonder quelquefois avec succès les grands mystères de la création, fait chaque jour de nouvelles conquêtes dans la nature. Aujourd'hui la vapeur d'eau est devenue entre ses mains un moteur puissant dont la force grandit sans cesse par de nouveaux perfectionnements. De touts côtés on proclame l'influence que les chemins de fer exercent sur la civilisation, et les avantages immenses qu'ils procurent au commerce et à l'industrie, sources de richesse pour un pays : mais à côté de ces bienfaits n'a-t-on pas à craindre les collisions entre deux trains, l'imprudence des employés et des causes inattendues telles que des inondations subites, les effets de la foudre, et ceux du vent qui renversa l'année dernière, un convoi aux États-Unis ? On rappelle tous ces funestes accidents où de nombreuses victimes trouvèrent la mort dans des circonstances horribles ; mais si l'on veut être sincère, combien de sinistres signalés dans les rapports publics se présentent sous un jour aussi affreux ? Que de catastrophes n'ont pas été plus funestes à l'humanité ? Et d'ailleurs est-il bien vrai que les accidents soient plus nombreux sur les chemins de fer que sur toutes les autres voies de communication ? Il serait difficile de traiter cette question en toute rigueur, car personne ne possède les données statistiques nécessaires pour déterminer le nombre d'accidents qui se produisent chaque jour dans les différents systèmes de transport ; néanmoins avec un peu de réflexion on comprendra que la sécurité a dû augmenter lorsque l'homme, cessant de voyager à pied et dans des sentiers souvent impraticables, a ouvert des voies de communication et établi des voitures de toute espèce. Les renseignements que nous offrons à nos lecteurs, sans être complets, présentent cependant un vif intérêt, peut-être pourront-ils dissiper les préjugés qui se sont glissés dans certains esprits. Plusieurs auteurs se sont attachés à combattre la crainte exagérée qui s'est emparée du public à la suite de quelques accidents ; ils ont employé les chiffres, comme le meilleur des arguments ; pour cela ils additionnent les distances parcourues par les voyageurs et comparent le nombre obtenu avec celui des morts et des blessés. Chaque année le rapport annuel du conseil de commerce d'Angleterre publie des chiffres officiels qui permettent de faire ce calcul. Pendant les années 1847 et 1848, le nombre des morts s'éleva à 413, celui des blessés à 393, le parcours total étant de 1830184617 milles, les probabilités d'arriver vivant au terme d'un voyage de 100 milles furent de 44314 contre 1, et celles d'arriver sain et sauf de 22706 contre 1. Dans les années 1850 et 1851 on compta 434 morts et 693 blessés sur un parcours total de 20282752756 milles, les chances d'arriver vivant augmentaient, mais celles de parvenir sans blessure parurent diminuer, car elles ne furent plus que de 20255 contre 1. M. Lardner, à qui ces résultats sont empruntés, soit pour atténuer l'impression produite par ces chiffres, soit pour donner plus d'exactitude à son travail, a eu l'idée d'établir une distinction entre les malheurs arrivés aux voyageurs et ceux qui frappent les employés des lignes ; ses calculs qui donnent 22 à 23 morts et 21 à 22 blessés par un million de personnes, parcourant un espace de 100 milles, n'accusent, au contraire, si l'on ne tient compte que des voyageurs, que 3 morts et 12 blessés sur chaque million d'individus. Les années 1850 et 1851 qui fournissaient dans les mêmes conditions 18à 19 morts et 30 blessés, nous donnent encore le chiffre de 3 morts pour chaque million. Pendant les deux semestres de 1854 on trouve213 morts et 453 blessés, le nombre des milles en exploitation était de 7813 au mois de juin et 8054 au 31 décembre. Le nombre des voyageurs dépasse 50 millions dans le premier semestre et 64 millions dans le second. L'année 1855 compte 246 morts et 444 blessés ; près de 52 millions de voyageurs pendant le premier semestre, et plus de 66 millions pendant le second avaient parcouru les lignes en exploitation, leur longueur s'élevait à 8118 milles en juin et 8293 au 31 décembre. L'année 1856 porte à 281 le nombre de morts, à 394 celui des blessés, sur un parcours de 8516 milles pendant le premier semestre et de 8703 pendant le second ; le nombre de voyageurs atteint 58 millions au 30 juin et 71 millions au 31 décembre. L'année 1857 accuse 236 morts, 738 blessés sur 130 millions de voyageurs, la longueur des chemins de fer était de 8942 milles le 3 juin et 9091 le 31 décembre. La comparaison de tous ces chiffres indique que le nombre des accidents est resté à peu près constant, tandis que la circulation a été beaucoup plus considérable, et si l'on veut en déduire un résultat mathématique, on peut affirmer qu'en Angleterre, pour chaque million de voyageurs sur un parcours de 100 milles, il faut compter de 18 à 24 morts, de 20 à 30 blessés parmi lesquels les employés comptent de 10 à 15 morts et 5 à 8 blessés.
L'Angleterre est citée comme le pays où les chemins de fer présentent le plus de catastrophes. Or, la comparaison est facile, car l'enquête publiée par ordre du gouvernement français sur les moyens d'assurer la régularité et la sûreté des chemins de fer établit que depuis le 7 septembre 1835 jusqu'au 31 décembre 1856 le nombre de voyageurs étant de 224345769, il y a eu 999 morts et 1979 blessés, c'est-à-dire une victime sur 75368 personnes, ou en ne tenant compte que des voyageurs, une victime sur 437321 voyageurs. En Angleterre, du 7 août 1840 au 31 décembre 1856, on compta 3016 morts, 4765 blessés, sur 1070223978 voyageurs, ce qui donne une victime sur 137543 personnes. Il semblerait, d'après ces nombres, que les chemins de fer présenteraient plus de sécurité en Angleterre qu'en France, mais il n'en est pas ainsi, car dans l'enquête officielle on a tenu compte des blessures, même légères, que les employés avaient reçues dans les gares, tandis qu'on les a négligées en Angleterre, et si l'on en tient compte, le nombre des victimes dans cette contrée peut être fixé à 1 sur 279650. En Prusse, depuis 1851 à 1855, on compta 327 tués, 281 blessés environ, 1 victime sur 91369 personnes, ou plus exactement, 1 victime sur 2777640.
En résumé, on sait que les chemins de fer allemands offrent plus de sécurité que les chemins de fer français, mais que sur ces derniers la vie des employés est beaucoup moins exposée qu'en Prusse. Cependant, tous, voyageurs et employés, doivent être également protégés.
Si nous interrogeons les comptes généraux de l'administration de la partie criminelle en France, nous trouvons que le nombre d'individus tués par les voitures, charrettes et chevaux, depuis 1843 jusqu'à 1853 inclusivement, s'élève à 10324 ; d'un autre côté 7109276 voyageurs ont été transportés par les messageries impériales et les messageries de France, pendant une période de dix ans, sur un parcours de 142396063 kilomètres ; or on y compte 20 morts et 238 blessés, ce qui fait donc une victime sur 27255 voyageurs.
Les naufrages des navires anglais le long des côtes et
sur les mers de la Grande-Bretagne s'élèvent à 5128,
sur lesquels on observe 787 collisions qui ont fait périr 4348 personnes
; la France a perdu 2195 navires de 1852 à 1856 parmi lesquelles 10
sont restés sans donner de leurs nouvelles. La statistique des naufrages,
dressée par le Précurseur d'Anvers, donne les résultats
suivants : sur 30000 à 35000 navires il a péri :
en 1852, 1850 navires, soit plus de 6 p. 100
" 1853, 1610 "
" 5 "
" 1854, 2130 "
" 7 "
" 1854, 1982 "
" 6 "
" 1856, 2214 "
" 7 "
Tous ces nombres et beaucoup d'autres qu'on pourrait y ajouter prouvent suffisament que les dangers sont moindres sur les chemins de fer que dans tous les autres systèmes de locomotion ; mais ils sont encore bien nombreux, et il n'est point permis de s'endormir dans une fausse sécurité, comme le faisait un haut employé, qui, poussé à bout par les attaques d'un inventeur, finit par lui répondre : Mais puisqu'il n'y a pas d'accidents, à quoi bon s'évertuer à les prévenir ?
On connaît les mesures employées par le parlement anglais, pour assurer la sécurité publique ; voici ce qu'a dit sir R. Stephenson, dans un discours prononcé à la société des ingénieurs civils de Londres :Le parlement, dit-il, a cru pouvoir faire des lois en matière d'accidents sur les chemins de fer, quand on n'a pas osé le faire pour les autres genres de locomotion, et on croit ainsi donner une garantie au public ; mais cette protection est à tous les points de vue injuste et mal entendue ; car elle ne couvre pas qui de droit, et ne produit pas les effets qu'on s'en propose. D'après lord Campbell, l'indemnité est considérable pour un personnage haut placé, tandis qu'elle est insignifiante pour le pauvre ouvrier. Cette manière d'estimer la vie de l'homme dans une loi, a un résultat fatal immédiat, celui d'empêcher l'abaissement des tarifs ; car les compagnies, obligées de se constituer en assureurs de la vie des personnes qui voyagent sur leurs lignes, pourraient éprouver des pertes considérables si l'accident portait sur une certaine classe de personnes.
Les faits que nous venons de citer sont empruntés à un ouvrage éminemment intéressant, l'Électricité et les chemins de fer, par M. Manuel Fernandez de Castro (1859). On y trouve un résumé historique de l'électricité et de ses principales applications, une courte description des chemins de fer, et l'examen de tous les projets émis pour éviter les accidents. L'auteur, après avoir démontré l'insuffisance des moyens de sûreté employés jusqu'à ce jour, propose un nouveau système de signaux électriques, et indique les dangers qu'il permet d'éviter. On peut dire que l'Svre de M. de Castro est la plus parfaite qui ait été imaginée ; toutefois la communication, adressée par MM. les secrétaires des Cortès à l'inventeur, parlera plus haut que nos éloges, et nous la rapporterons, afin que nos lecteurs puissent juger de l'importance de cette belle invention.
Quelques réactions de personnalités
« Nous verrons cependant à l 'user
(sic) si nos généraux ne décideront pas, en définitive
que les transports en wagons auraient pour résultat d'efféminer
les troupes et de leur faire perdre cette facilité des grandes marches
qui a joué un rôle si important dans les triomphes de nos armées.
»
FRANÇOIS ARAGO (1786-1853). Déclaration
concernant les premiers chemins de fer en 1838.
« L 'extrême rapidité des voyages en chemin de fer est
une chose antimédicale. Aller en vingt heures de Paris à la
Méditerranée, en traversant des climats si différents,
c'est la chose la plus imprudente pour une personne nerveuse. Elle arrivera
ivre à Marseille, pleine d 'agitation, de vertige. »
JULES MICHELET (1798-1874). « La Mer »,
1861.
« Le voyage en chemin de fer à grande vitesse n 'est pas possible
car les passagers incapables de respirer mourraient par asphyxie. »
PROFESSEUR D. LARDNER, 1830.
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