foyer

Le foyer est la chambre en acier située à l'arrière de la chaudière d'une locomotive à vapeur où le combustible est brûlé pour générer la chaleur qui produit la vapeur. Il se trouve directement sous et derrière la cheminée, enfermé dans l'enveloppe de la chaudière, et reçoit le combustible alimenté par le chauffeur depuis le tender situé à l'arrière. Le charbon, le mazout ou le bois est brûlé sur une grille à l'intérieur de cette chambre ; les gaz chauds résultants montent à travers les tubes de la chaudière vers la boîte à fumée, transférant la chaleur à l'eau entourant ces tubes.

Les foyers varient en taille et en conception en fonction de la classe de la locomotive et de son utilisation prévue. Une locomotive de fret typique peut avoir un foyer mesurant environ 2,4 mètres de large, 3 mètres de long et 1,8 mètre de profondeur à l'intérieur, avec des surfaces de grille comprises entre 2,8 et 6,5 mètres carrés selon la puissance du moteur. Les parois sont faites de tôles d'acier, généralement d'une épaisseur comprise entre 2,5 et 3,8 centimètres, étayées ou renforcées à l'enveloppe extérieure de la chaudière avec des poutres métalliques pour résister à la pression interne et aux différentiels de température. Certaines locomotives utilisaient un foyer Wootten, une conception large et peu profonde qui brûlait plus efficacement les fines d'anthracite ou la poussière de charbon de mauvaise qualité que les foyers conventionnels.

Modes d'entretien et de défaillance

Les parois du foyer sont parmi les composants les plus sollicités d'une locomotive car elles subissent des températures de flamme directes dépassant 1 650 degrés Celsius tandis que l'eau du côté opposé peut n'être qu'à 175 degrés Celsius. Les tirants maintenant le foyer à l'enveloppe extérieure peuvent se fracturer ou se desserrer ; s'ils cèdent, le foyer se bombe vers l'extérieur ou s'effondre vers l'intérieur, mettant la locomotive hors service. La corrosion et l'accumulation de tartre à l'intérieur réduisent l'efficacité et le transfert de chaleur. Les tôles de ciel, les plaques d'acier horizontales formant la surface intérieure supérieure du foyer, sont particulièrement sujettes à la surchauffe et à la formation de cloques si le niveau d'eau baisse ou si la circulation est mauvaise.

Le terme foyer dérive directement de sa fonction : c'est une boîte dans laquelle le feu brûle. Les opérateurs et les ingénieurs le distinguent de la boîte à fumée adjacente, qui recueille les gaz d'échappement après leur passage dans les tubes de la chaudière. La plaque tubulaire avant et l'anneau de fondation arrière sont les limites structurelles critiques ; le foyer doit être complètement étanche aux gaz et à l'eau pour fonctionner en toute sécurité.

Un foyer qui fuit ou est endommagé peut immobiliser une locomotive au dépôt pendant des semaines. Le remplacement ou une réparation majeure nécessite de découper l'ancien foyer, ce qui peut prendre 200 à 400 heures de travail qualifié, ce qui en fait l'une des révisions les plus coûteuses de l'entretien des locomotives à vapeur. Une technique de chauffe appropriée, une gestion du niveau d'eau et une inspection régulière des tirants et des joints sont essentielles pour prolonger la durée de vie du foyer et maintenir un fonctionnement sûr.