locomotive à vapeur

Une locomotive à vapeur est un engin ferroviaire automoteur qui convertit l'énergie thermique du combustible brûlé (généralement du charbon, du bois ou du pétrole) en mouvement mécanique grâce à la pression de la vapeur. L'eau est chauffée dans une chaudière pour produire de la vapeur, qui est admise dans des cylindres où elle pousse des pistons reliés aux roues motrices via un mécanisme à manivelle. La locomotive tire les trains sur les réseaux ferroviaires sans nécessiter de puissance externe ou de véhicule de support; l'ensemble du système voyage avec le train.

La chaudière est le cœur de la machine. Le charbon ou le combustible est brûlé dans un foyer à une extrémité, et les gaz chauds traversent des tubes passant à travers la jaquette d'eau avant de s'échapper par la cheminée. La pression s'accumule à l'intérieur de la chaudière scellée, généralement de 150 à 250 livres par pouce carré, selon la classe de la locomotive. Un régulateur contrôlé par le mécanicien admet la vapeur aux cylindres en quantités mesurées. La vapeur usée s'échappe par la cheminée, aspirant de l'air frais à travers le feu et créant un tirage naturel qui soutient la combustion.

Les locomotives à vapeur variaient considérablement en taille, en puissance et en usage. Les petites locomotives-tender, où le combustible et l'eau étaient transportés directement sur le châssis, géraient le travail local et de manœuvre. Les grandes locomotives express avec des tenders séparés (wagons de combustible et d'eau) opéraient sur les lignes principales à des vitesses soutenues. Les pentes de montagne nécessitaient de puissantes machines à voie étroite avec des agencements de roues différents. La notation de l'agencement des roues, telle que 4-6-2 (quatre roues porteuses avant, six roues motrices, deux roues porteuses arrière), décrit le nombre et la position des roues et indique la fonction prévue de la locomotive.

Fonctionnement et limites

Un équipage de locomotive composé de deux personnes, le mécanicien et le chauffeur, opérait la machine. Le chauffeur maintenait le feu chaud et le niveau d'eau dans la chaudière, tandis que le mécanicien contrôlait l'accélérateur et les freins. Le démarrage à l'arrêt nécessitait une gestion minutieuse de la pression de la vapeur et du patinage des roues. Contrairement aux moteurs diesel, les locomotives à vapeur n'avaient pas de transmission; la puissance délivrée dépendait entièrement de la pression de la vapeur et de l'avantage mécanique du mécanisme à manivelle. L'efficacité était faible, environ 6 à 8 pour cent, car la majeure partie de la chaleur s'échappait par la cheminée. L'entretien était intensif, nécessitant un nettoyage régulier des tubes de la chaudière, l'inspection des soupapes et la réparation des joints qui fuyaient.

Les locomotives à vapeur ont dominé les chemins de fer du milieu du 19e siècle jusqu'aux années 1950 et 1960, lorsque les locomotives diesel-électriques et électriques les ont remplacées sur la plupart des réseaux. Le dernier service régulier à vapeur en Grande-Bretagne a pris fin en 1968. Elles restent utilisées sur les chemins de fer patrimoniaux du monde entier et dans quelques contextes de fret et industriels actifs dans les pays en développement. Le nom reflète la technologie: une locomotive (un engin automoteur) propulsée par la vapeur (le fluide de travail).