Shay

Une Shay est une locomotive à vapeur à engrenages conçue pour tracter de lourdes charges sur des pentes raides et des voies inégales, en particulier dans les opérations forestières. Contrairement aux locomotives conventionnelles qui entraînent les roues directement via un vilebrequin, une Shay utilise un arbre longeant la chaudière pour transmettre la puissance à travers une série d'engrenages coniques aux trois ou quatre essieux. Cet agencement mécanique délivre un couple maximal à basse vitesse, permettant à la machine de gravir des pentes dépassant 10 % et de négocier des courbes aussi serrées que 12 mètres de rayon.

Le train d'engrenages multiplie le couple moteur par un facteur d'environ 20 à 30, selon le diamètre des roues et les rapports d'engrenages. Une Shay typique peut peser de 90 à 150 tonnes, avec une pression de chaudière de 160 à 200 livres par pouce carré. La conception à trois bogies (six roues motrices) est devenue la norme car elle répartissait le poids sur plus d'essieux et améliorait la stabilité sur les voies accidentées. La plupart ont été construites par la Lima Locomotive Works entre 1881 et 1945.

Où les Shays ont vécu et travaillé

Les Shays étaient un équipement essentiel dans les chemins de fer forestiers américains des années 1880 au milieu du 20e siècle. Leur faible vitesse (généralement 8 à 12 miles par heure en service chargé) et leur grande puissance de traction les rendaient idéales pour les embranchements forestiers où la voie était légère, temporaire et posée sur un terrain accidenté. Elles ont été utilisées dans les mines, la manœuvre industrielle et les chemins de fer de montagne à voie étroite, mais les camps forestiers étaient leur principal domaine d'activité.

Les problèmes les plus courants étaient l'usure des engrenages, la pulvérisation d'huile dans le carter d'engrenages lors de fortes tractions, et l'entretien des bielles complexes. Les équipes préféraient les Shays car la chaudière était placée en hauteur et en toute sécurité, loin des mécanismes, contrairement aux locomotives conventionnelles où la chaudière était plus basse et risquait d'être exposée à des voies glissantes ou des affouillements. L'arbre et les engrenages montés latéralement étaient cependant exposés, créant des risques de pincement et nécessitant une protection soignée.

Le nom rend hommage à Ephraim Shay, un mécanicien ferroviaire qui a breveté la conception en 1881. Bien que d'autres constructeurs (notamment Climax et Heisler) aient produit des locomotives à engrenages concurrentes, la Shay est devenue synonyme du type. Aujourd'hui, une poignée de Shays originales fonctionnent sur des chemins de fer historiques et dans des musées, appréciées pour leur silhouette distinctive et l'élégance mécanique de leur système d'entraînement.