VIIIe CONGRÈS INTERNATIONAL DE NAVIGATION

4e QUESTION

NOTES ET EXPÉRIENCES

SUR L\

TRACTION ÉLECTRIQUE

SlIR LES VOIES NAVIGABLES

NOTES ET EXPÉRIENCES

SlIR LES VOIES NAVIGABLES

RAPPORT

PAR

INGÉNIEUR-ÉLECTRICIEN A BRUXELLES

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BRUXELLES

IMPRIMERIE VANBUGGE NHOUDT 42, rue d’isabelle, 42 1900

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Biblioteka Politechniki Krakowskiej

100000318928

NOTES ET EXPÉRIENCES

SUR LA

Traction électrique

SUR LES VOIES NAVIGABLES

PAR

LÉON GERARD ingénieur-électricien à Bruxelles

Le 7me Congrès de navigation, réuni à Bruxelles en 1898, a émis le vœu que les expériences en vue du développement des procédés mécaniques de traction des bateaux puissent se produire à une échelle suffisante, pour apprécier de l’efficacité pratique de ces méthodes.

Le gouvernement belge a, dans ce but, mis en adjudication le monopole de la traction électrique sur la partie à petite section du canal de Charleroi.

L’auteur de la présente notice a été chargé de diriger les travaux de la société qui a assumé cette entreprise.

Ayant, avant de déterminer les éléments mécaniques à employer, eu l’occasion d’étudier les divers procédés existants et les conditions pratiques du remorquage dans divers cas, il a réuni les renseignements ainsi recueillis par lui-même et il y a joint, dans la présente notice, les chiffres d’expériences sur les tracteurs électriques et les remorqueurs électriques qu’il a construits pour le canal de Charleioi et qui sont en service depuis la fin de l’année 1899.

Le but de ce travail est non pas de faire Ja description et le panégyrique d’un système propre à l’auteur.

Il n’a d’autre désir que d’apporter au Congrès les renseignements numériques qu’il a recueillis sur les divers systèmes entrés en pratique tels que le système Gaillot-Denèfle, pratiqué depuis trois ans sur les canaux d’Airc et de !a Deule, sur le système do traction sur berge, sur les remorqueurs électriques du canal do Charleroi, exécutés l’un et l'autre sur les plans de l’auteur.

Tl a joint des données sur l’expérience temporaire faite à Finow-Kanal par le gouvernement i russien sous la direction de MM. Kottgen et Zander, divers renseignements sur l’influence de l’état de la surface do roulement des berges au point de vue de la traction sur digue et enfin des données sur les efforts de traction du remorquage à vapeur dans les grands canaux.

Les divers tableaux qui suivent contiennent le résumé de ces recherches.

Il y a lieu de remarquer qu’ils sont tous établis autant que possible sur le même cadre. L’auteur n’a pas cru devoir suivre dans l’évaluation du rendement, la méthode de MM. Bourguin et La Rivière, exposée dans leur rapport au Congrès de Paris sur la même question.

Ces auteurs font intervenir dans l’évaluation du travail utile (T u) non seulement l’effort utile exercé sur la remorque, mais encore l’effort nécessaire au roulement du tracteur lui-même.

Il parait à l’auteur du présent rapport qu'il est plus exact de ne compter comme travail utile que le produit de la vitesse à la seconde par l’effort sur la remorque : le travail effectue par la dynamo pour la propulsion du tracteur étant une résistance passive.

La même méthode étant appliquée au tracteur à crémaillère de Kottgen et aux divers tracteurs et remorqueurs d’autres systèmes, la comparaison des rendements, réduits à uue même méthode, sera facile au lecteur.

Feuille d’expérience n° 1.

Essais de Finow Kanal

(Système Kôttgen)

Voie a crémaillière. — Véhicule de 2,000 kilog. dont 1,600 kilog. sm* l’axe moteur.

Décembre 1808.

Vitesse

Vitesse

Effort

de

Tu

Am-

l’heure

la”

traction

Kgm.

pères

Volts

Watts

Kgm.

Rendement Tu T m

Première Série. — Halage sur résistances artificielles. 1 bateau de 100 T. 4rn00 X 39m50 tirant 0m80 -J- 3 résistances artificielles composées de panneaux ajoutés successivement.

LO

LO O l"

oi co co co

0.83

1.00

1.04

six

coco

15

20

7650

780

800

23

842

23.7

10000

11270

11732

1020

1149

1196

0.249

0.488

0.696

0.704

Deuxième Série. —Hcilage d'un bateau de 2ôO T. à diverses vitesses.

LO

co LO

oj co ^

0.83

1.11

1.16

1.25

O O Ci C5 (?) OlOiOlCO

62.40

166

ce

LO CO

iS os ci

co

LO Oï O )0 O

r—t    Oi

lo lo lo >o -r

3803

4608

4743

5555

6370

394

470

484

566

649

0.158

0.355

0.541

0.593

0.617

* Lectures douteuses à cause de chocs.

Troisième Série. — Travail sur point fixe.

700

800

900

1,200

iO CO C0 co

CO Ü< CO O

OOIOO

Quatrième Série. — Travail marche à vide.

7.5 I 2.08

8 I 520 I 4160 I 424

5L“;‘-70

Dimensions du bateau j ⁽J,C ^r8em>-

\ 1"'d0 d enloncement.

( Plafond : 18 mètres. Section du canal < Mouillage : lm80.

( Largeur: 25mètres.

Feuille d’expérience n° 2.

Canal d’Aire et de la Deule

Essais du tricycle Denèfle (ancien modèle)

Roues garnies de cordes

Poids du véhicule : 2,200 kilog. dont 1,800 kilog. sur l’axe moteur.

7 Novembre 1898

Vitesse

Vitesse

Effort

par

de

Notes

Ampè-

Tm

l’heure

seconde

traction

kgm

Volts

Rende

ments

res

Tu

Watts Kgm.

Première Série (moyenne de 30 lectures en alignement). — 1 bateau remorqué 293 T.

2k-8

0.800

325

260

10

615

6150

627

0.414

2k-6

0.722

375

Croisement

271

11

595

6545

668

0.405

Note. — Le Voltmètre employé doit subir une correction de 15 V, d’après étalon Chauvin et Arnoux n° 25230. Les chiffres portés sont corrigés d’après cette mesure.

Deuxième Série (moyenne de 10 lectures). — 2 bateaux remorqués 293 T+290 T.

lk 3 | 0.361 | 300

Alignent |    108 | 12 | 595 | 7140 I 728 | 0.148

Troisième Série. — Travail sur point fixe.

| 820 |

I 25 | 565 | 14125 |

| 19cll-2

Quatrième Série. — Travail marche avide.

3k-74 | 1.04 |

5 | 600 | 3000 | 306 | 4«M7

Dimensions du bateau 5 m. de largeur lm80 d’enfoncement

Feuille d’expérience n° 3.

Canal d’Aire et de la Deule

Essais du tricycle Denèfle (nouveau modèle)

par M. La Rivière, ingénieur en chef dos Ponts et Chaussées français. (Extrait du Rapport au Congres de Navigation de Paris 1900, de MM. La Rivière et Bourguin).

Roues en tôle d’acier.

Poids du véhicule 2480 Kg. dont 1900 sur l’axe moteur.

Mai 1900.

Vitesse

en

Vitesse

Effort

Kilom.

l’heure

par

seconde

de

Tu

Am-

traction

Kgm.

pères

Volts

Tu

Watts

Kgm.

T ni

Première Série. — Un bateau remorque 290 T.

2k-644 0.74    280

207

10

460

4600

469

0.44

3k-276 0.91

320

292    14

480

6720

685

0.426

Deuxième Série.— Deux bateaux remorqués 2 X 290 T. 2k-232 0.62    300    186    10    420    4200    429    0.433

2k-664 0.74

600

444

23

480    11040    1126    0.394

= 0,518, soit en chiffres ronds : 52 p. c.

est de-

Note. — 11 résulte do ces chiffres que lo rendement de la transmission à vis neuve (en admettant fr. 0.85 pour rendement de la dynamo) 0.44 R85

Travail sur un point fixe :

Plus de 1000 Kg. sans indication du Wattage.

.

/

f

Feuille d’expérience n° 4.

Canal de Charleroi (partie à petite section)

Essais du tracteur système Léon GERARD. — Traction sur berge.

Poids du tracteur 2,400 dont 1,600 kg. sur l’axe moteur.

Juillet 1900.

Vitesse

Vitesse

Effort

à la

de

Tu

l’heure

seconde

traction

Kgm.

en

en

Rende

ment

Tu

NOTES

Watts

Ksm.

Première série (moyenne de 10 observations par série). Remorque de un bedeau de 08 à 70 T.

4k02

1.12,

210

235

5400

550

0.427

Cumulées 2201 à 1190. Coefficient de la route 0.075.

Mauvais pavage.

4k 07

1.13

220

248.6

5200

530

0.467

Cumulées 596 à 835, macadam et pavé. Coeffîcientde roulement 0.050.

4k-07

1.13

210

237.3

4850

495

0.48 -

Cumulées 0 à 268. Coefficient de roulement de la route 0.038.

Bon macadam.

3k-5

3k-6

Deuxième Série. -— Remorque de 2 bedeaux de 70 à 08 T.

( Cumulées 450 à 891.

624    0.512 ! Coefficientde roulement

'    0.050.

( Cumulées 0 à 310.

0.534 ) Coefficient deroulement

(    0. .038.

0.97

1.00

320

310

6120

350

350

6425

655

Troisième Série. Trewail sur point fixe. 500

7010

715

700

9800

1000

800

10600

1080

Quatrième Série. — Travail à vide.

4 100 |    420 |

Sur pavage 5uh:t5.

4M | 1.22

Dimensions des bateaux : largeur 2m60, tirant lm80.

Dimensions du canal: au plafond 7 m., mouillage théorique, 2m10.

Note. — Le rendement de la chaîne après 6 mois d’usage égale

soit 67 1/2 p. c., le rendement de la dynamo, mesure étant de 80 p.c.

0.54

0.80

Feuille d’expérience n° 5.

— Il —

Expériences sur l’influence de l’état des chemins de halage

SUll LA

TRACTION SUR BERGE A ADHÉRENCE SIMPLE

POIDS ADÉHRENT

Poids remorqué

Effort

Vitesse

Travail

Coefficient

voies motrices

moyen

par seconde

kgm.

de roulement

Tracteurs DENEFLE sur route macadamisée, cylindrée et roulée à vapeur, construite par les Ponts et Chaussées français.

Essai de MM. La Rivière et Bourguin

(Rappport Congrès Paris 1900)

2480

1920

80.7

0.80

74.8

0.035

Tracteurs Léon GERARD 1° Route macadamisée sur 1 mètre de largeur. Pavé couvert de gravier. — (Cumulées 0 à 141 Oisquercq Canal de Cliarleroi). — Tracteurs de 2,400 et do 1700 kg.

2400 remorq. 4100 2 trat. 0500 3 trat, 8900 4 trat.

1000

1000

1000

1000

a ss

1.43

1.00

1.00

0.80

12G

175

250

252

0,0306

0.0420

0.0385

0,0352

MOYENNES

85.3

1.08

92

0,0382

2° Une roue sur route empierrée, une roue sur pavage existant (cumulées 208 à 865, Oisquercq canal de Cliarleroi).

2400

1000

120

1.00

120

0,0500

3° Une roue sur digue en terre, l’autre roue sur bande pavée.

Etat existant du chemin do lialage (cumulées 1152 à 2282) par temps sec, juin 1900, Virginal, canal de Cliarleroi).

2400

1000

180

1.00

180

0,0750

4° Quatre roues sur pavage uni en briques do Boom.

2400

1000

25

1.00

180

0,0104

Conclusion : Le roulage sur les digues pavées existantes du canal de Cliarleroi absorbe 180 kgm., soit 2ch-4. — Sur macadam, il absorbe l,'h-22 par tracteur. La perte de rendement sur un tracteur de 0 chevaux effectifs est de 20 p. c. L’excès de travail moteur dû au pavage est de

2ch 62, soit sur 7 1/2 chevaux-moteurs près de 35 p. c.

1.18

0.45

‘s

J

- t

■

,

Feuille d’expérience n° 6.

Canal de Charleroi (partie à petite section)

Remorquage électrique

Système Léon GERARD

Juillet 1900.

Vitesse

Vitesse

Effort

à la

de

Tu

Tm

Rende-

ment

NOTES

l’iieure

seconde

traction

Kgm.

Watts

Kgm.

T u/Tm

Première Série (moyenne de 10 observations). — Remorque un bateau chargé de 68 à 70 tonnes.

3k-

0.833

100

4500

459    0,218

Hélice à 300 tours.

3k-24    0.927

121

5400

550

0,22

Hélice à 350 tours.

Deuxième Série (moyenne de 5 observations). — Remorque de 2 bateaux chargés de 68 à 70 tonnes.

3k-2 | 0.89 | 215 | 191 | 5800 | 592 | 0,322 | Hélice à 375 tours.

Troisième Série. — Remorque de 2 bateaux vides.

5k-

| 1.41 | 100 | 141 | 4800 | 490 j 0,287 | Hélice à 350 tours.

Quatrième Série. — Parcours à vide.

6k-350 1.76

3800

388

5ch-l Hélice à300 tours.

8k-2

2.27

4700

480

99

5«M Héliceà350tours.

Dimensions principales du remorqueur :

Longueur entre perpendiculaires : 9 m. — Largeur : 2 m.

Tirant d’eau de la coque : 0m50. — Tirant d’eau à l’hélice : 0m65. Moteur Triphasé Brown-Boveri de 5 chevaux à 600 tours, engrenages en cuir.

Feuille d’expérience n° 7.

Expériences relatives k l’effort de remorquage à, vapeur

Vitesse

Vitesse

Effort

de

Tu

l’heure

la ”

traction

Kgm

Chevaux

Kgm

Tra

Notes

Remorque sur le canal de Bruxelles au Rupel Remorqueur Edenhaezeii construction hollandaise 8 bateaux formant au total 805 dont un de 300 tonnes

5 -400

1.50

783

1175

53dlx

3975

0.294

Consommation 110 kg à l’heure

sur point lixe 1250 à 1350 Kg. avec 152 à 154 tours d’hélice et 9 3/4 atm.

Remorque sur le Mericede Kan al (Hollande) i° pour une allège de 1660 tonnes, (2.40 X 80.00 X 10.50) Expérience de M. l’ingénieur en chef du Waterstaat Beyerman

1.60

5.750

2560

4096

2° pour un train do 8 bateaux formant au total 1058 tonnes dont 1 bateau de 767 tonnes Expériences de MM. Beyerman et Léon Gérard

3MOO

3.600

3.750

0.94

1.00

1.04

740

750

770

4k-500

5.

1.25

1.39

1760

6.

1.66 •

1800

1840

2200

2502

3054

SECTION DU MliRWEDE K ANAL

Plafond 20 mts

Larg. au plan d’eau 33 mts

Mouillage 3 m. 25

Des données précises sur le travail moteur manquent.

La force employée paraît être pour les 3 premières observations de 36 chevaux et pour les 3 suivantes de 120 chevaux.

Le rendement approximatif est donc de 27 °/₀ environ pour les deux séries d’essais.

Discussion des expériences

Choix d’un système

Les chiffres d’expériences renseignés aux tableaux ci-contre peuvent utilement servir à appuyer les conclusions suivantes que je compte soumettre à l’appréciation du congrès.

Je ne partage pas l’opinion très absolue de M. Kôttgen, de la maison Siemens et Halske, préconisant en tous cas l’emploi du rail unique avec ou sans crémaillère.

Je pense, au contraire, que dans l’état actuel de la question, un choix judicieux doit être fait entre la traction sur berge à adhérence simple, la traction sur crémaillère et rail et le remorquage électrique.

Les qualités de pratique, les avantages respectifs sont d’abord à étudier et la question du rendement des trois systèmes doit ensuite être examinée. Encore que ce côté de la question soit fort important au point de vue des frais d’exploitation et au point de vue des frais d’établissement, il n’est pas unique et il y a lieu de s’enquérir aussi des frais d’entretien du matériel et de la voie.

Remorquage électrique

À ce point de vue, la traction sur berge présente une infériorité marquée sur le remorquage, qui donne lieu au minimum de frais d’entretien du matériel et réduit à zéro l’entretien des chemins de halage. Une coque solide bien aménagée contenant pour tout mécanisme une dynamo robuste attaquant directement l’hélice (dans les modèles de plus de 10 tonnes) présente le minimum de chances d’usure.

La forme des lignes de coupe d’un bateau électrique alimenté par trolley est très élancée, très affinée, de telle sorte que les effets de remous, grâce à une forme et à une position appropriées de l’hélice sont très atténués.

Le sillage des remorqueurs du canal de Charleroi a une vitesse de 4 kilomètres à l’heure, est presque nul ainsi que l’on peut le constater par les photographies mises sous les yeux des membres du congrès.

La dégradation des berges n’est pas à craindre dans ce cas. Si la vitesse normale dans les grands canaux modernes, soit G kilomètres à 8 kilomètres, doit être atteinte, quel fine soit le mode de halage, cet entretien sera à faire, non du fait de la circulation du remorqueur mais du fait du passage des bateaux remorques à formes généralement brutes et le batillage ne sera en rien augmenté du chef de l’hébce, pourvu que celle-ci travaille à une profondeur d’immersion convenable. Los canaux maritimes du genre du Merwedc kanal, en Hollande, ont, en général, des berges défendues contre ces effets. Le remorquage électrique sur de tels canaux se présente indubitablement comme un système préférable au halage électrique sur berge, parce qu'il n’enlraine aucune modification d’habitude dans le trafic ni de modification sérieuse dans les travaux

d’art, les quais et couvertures de chemins.

Si l’on n'envisagea¹'t que la question de.combustible à consommer, le rendement serait seul en cause.

Admettons que le remorqueur à vapeur donne 0.30 d’effet utile (feuille d’expérience n° 7), le remorqueur électrique 0.32 (feuille d’expérience n° 6), le halage Gérard ou Gaillot 0.45 (feuilles nos 2, 3 et 4), et le halage à crémaillère en moyenne 0.65 (feuille n° l).

Je remarque d’abord qu’en admettant 0.32 pour le rendement du remorqueur électrique, je fais une hypothèse très défavorable. L’expérience renseignée porte sur un petit appareil do 9 mètres de longueur, actionné par une dynamo de cinq chevaux, travaillant au-dessus de sa force dans un canal étroit (7 mètres de plafond).

Quoi qu’il en soit, il résulte de c<^s chiffres que la force dépensée

sera pour le remorqueur cà vapeur remorqueur électrique tracteur Denèfle ou Gérard 2 ch. 2

3 ch. 3 par cheval utile.

3 ch. 1

1 ch. 54

tracteur Kôttgen

En admettant que la consommation industrielle soif de 2kilog. par cheval et par heure de charbon brut pour les remorqueurs ordinaires à vapeur et que dans les machines fixes on adopte des types consommant lkil. 25 (cendres et eau comprises) par cheval distribué à la ligne, les consommations respectives seront :

— 19 -

.    . lui. 6.0

. 3.37 .    2.75

.    1.92

Par cheval utile à la remorque. Vapeur .    .

Remorqueur électrique . Tracteur sur berge.    .    .

» sur crémaillère .

L’économie annuelle du remorqueur électrique sur le remorqueur à vapeur sera, pour 100 chevaux employés 20 heures par jour et 300 jours ouvrables, le charbon se payant 15 fr. la tonne :

= 29,070 francs.

(6.G — 3.37) X 20 X £00 X

15

1,000

L’économie annuelle du tracteur à crémaillère sur le remorqueur électrique, dans les mêmes conditions, sera de :

(3.37 — 1.92) X 20 X 300 X

15

= 13,050 francs.

1,000

La question du choix du système se réduira donc, dans le cas présent, à savoir si les frais d’entretien de la voie et du matériel dépasseront ou atteindront la différence de 13,050 francs par 100 chevaux et par an.

Je pense que oui, parce que à la vitesse de 6 kilomètres avec des engins de 100 chevaux (voir feuille d’expériences relatives au remorquage sur les grands canaux, n° 7) l’espacement des remorqueurs ou tracteurs sera de 10 à 12 kilomètres, ce qui permettrait par journée utile de 20 heures la formation de 10 trains remorqués d’environ 1500 T., soit un mouvement annuel possible de 4 millions 500000 T. Il suit de ces données que les 100 chevaux étudiés desserviront 12 kilomètres environ.

La question est de savoir si l’enf retien de la voie, de la surface de roulement et du matériel seront par kilomètre et par an de plus 13,050

ou moins —= 1,088 francs par kilométré.

Avec un mouvement de moitié moins intense ou une meilleure

utilisation du matériel, la force indiquée desservirait 24 kilomètres

13,050

= 544 francs

24

et l’économie sur le combustible ne seraitquede par kilomètre.

Il me paraît fort probable qu’à moins de rencontrer des digues exceptionnellement solides, parfaitement entretenues et sur lesquelles le rail unique et la crémaillère trouveraient une assiette solide, l’économie de 514 à 1,088 francs par kilomètre sur le combustible serait dans bien des cas absorbée par les frais d’entretien de la voie et du matériel roulant.

Donc, sans vouloir généraliser de manière absolue, il me paraît que dans le cas de digues résistantes les deux systèmes de traction

sont comparables au point de vue économique, l’avantage léger restant au système à crémaillère Kottgen pour le cas d’une voie unique en raison de moindres frais d’installation de la station génératrice, l’avantage revenant au contraire en raison des frais d’entretien, au remorquage, si on le compare à l’établissement du système Kottgen à double voie.

Tracteurs à, crémallère

Le lecteur remarquera sans doute que nous parlons du tracteur à crémaillère de Kottgen tel que nous l’avons expérimenté à Finow-Kanal et non du tracteur à, adhérence simple sur le rail lisse tel que le décrit actuellement le directeur de la maison Siemens dans son rapport au Congrès de 1900.

C’est qu’en effet il ne nous paraît pas conseillable de mettre en œuvre sur la plupart des digues existantes des appareils du poids de ceux auxquels l’adoption du système Kottgen à rail lisse conduirait.

Les coefficients d’adhérence familiers à tous ceux qui se sont occupés de traction électrique, sont pour le rail sec 0.30, pour le rail humide 0.14, il tombe pour le rail boueux à 0.10.

Les efforts de traction à prévoir dans de grands canaux atteignent 1800 kilogr. en cours normal de route et 2000 kilogr. au démarrage du premier bateau.

Il y a donc lieu de prévoir que ces appareils remorqueurs devraient atteindre de 18 à 20 tonnes de poids adhérent sur le rail plus une charge de 4 tonnes de poids non adhérent.

Combien de digues de halage spécialement dans les pays du Nord où les terrains à consistance faible, de nature tourbeuse se rencontrent fréquemment, pourraient résister à ces charges? Cette raison m’a porté à ne faire entrer en comparaison que le tracteur léger à crémaillère tel que le premier type construit au canal de Finow et dont le poids pour une puissance de traction de 800 kilogr. était sur le rail crémaillière, de 1600 -j- 400 kilogr. sur le rail lisse. Ces essais permettent de concevoir la construction de tracteurs de 5 tonnes environ sur crémaillère et 1200kilogr.de poids non adhérent, pour des puissances de 100 chevaux. Mais môme en admettant que ces appareils soient réduits à ce poids, il y a lieu de remarquer que la plupart des digues de la Hollande, du Nord de l’Allemagne et du Nord-Ouest de la Belgique sont constituées par des formations quaternaires ou modernes à consistance tourbeuse, hors d’état de supporter des charges roulantes de poids aussi élevés.

Le principal avantage; de rétablissement de la traction mécanique, à part le bon marché et l’organisation méthodique du trafic, étant surtout l'adoption de la vitesse maxima possible pour une section donnée de canal, l’accroissement de l’effort de traction qui en résulte détermine le poids de l’appareil de traction. Ce poids est incompatible avec la nature des digues précisément dans les canaux où l’accroissement de vitesse serait le plus utile.

L’avantage reste incontestablement dans de tels canaux au remorquage électrique qui a sur le remorquage à vapeur le bénéfice de 43 % environ de consommation de combustible.

L’avantage reste encore au remorquage électrique lorsque les ’ digues sont occupées par des quais de chargement ou bien dans les traversées urbaines où un fort trafic commercial et le mouvement du public rendent difficile la circulation des engins sur rives.

Les rampes de traction établies à Finow-Kanal par la maison Siemens, ou les ingénieuses rampes réalisées au canal de la Deule pour passer au-dessus des quais encombrés, sont des solutions élégantes mais très coûteuses du problème.

Si les données relatives à la consistance du sol ne doivent pas, en certains cas déterminés, être prises en considération, si la résistance du sol est suffisante et, toutes réserves faites quant aux usages locaux et à l’habitude des mariniers qui préfèrent toujours le remorquage par bateau au procédé plus brutal du lialage mécanique, le système à crémaillère l’emporte sous le rapport du rendement sur tous les autres systèmes quand il s’agit de développer des efforts de traction supérieurs à 500 kilogrammes, à des vitesses voisines ou supérieures à 4 kilomètres; c’est-à-dire sur les canaux permettant la circulation de bateaux de 800 T. à vitesse de 5 à 6 kilomètres, tels que les nouveaux canaux allemands.

La feuille d’expérience n° 1, lignes 3, 4 et 8 et 9, accusent dans ce cas pour cet appareil des rendements variant de 59 à 70 p. c.

Mais en revanche, l’examen des feuilles n°l,lignes let2, 5et 6, montre que dans le cas d’efforts moyens de 200 à 300 kilogr. avec des vitesses de 2 k. 5 à 3 k., le rendement des appareils Kôttgen oscille entre 0.16 et 0.50.

Tracteurs à, adhérence sans rails

L’av.-mtage revient avec évidence aux appareils Gai Ilot ou Gérard, dont les rendements moyens à des vit- sses appropriées varient pour les premiers entre 0.42 et 0.43 et pour les seconds

entre 0.48 et 0.53 sur bon terrain pour des efforts variant de 200 à 400 kilogr. à la vitesse de 2 1/2 kilomètres à 1 kilomètres.

Le système de traction sur berge a, dans ce cas, l’avantage de n’exiger la pose d’aucun rail, de laisser la circulation ordinaire intacte sur les berges, de coûter notablement moins de frais de premier établissement, d’avoir un rendement acceptable.

Ce cas correspond à l’exploitation de la plupart des canaux existant en Allemagne, en France et en Belgique, c’est-à-dire aux canaux permettant le passage de péniches de 300 tonnes environ avec un mouillage de 2m50 avec des vitesses de 2 à 4 kilomètres.

Il y a lieu aussi d’attirer l’attention sur ce point que l’expérience de trois années sur les canaux français et celle de près d’une année sur le canal de Charleroi prouvent le caractère pratique du système, tandis que les expériences de Finow-Kanal ont un caractère plus théorique et que notamment il faudra déterminer par la pratique si les différences de niveau entre le boudin du rail porteur du système Kôttgen et le niveau du sol sur lequel portent les roues libres, peut amener le déraillement ou le forcement du système, dans l’exploitation courante. Ce point ne constitue certes pas un obstacle insurmontable, mais il devra rendre très circonspects ceux qui auront à choisir le type définif du rail à adopter et la nature et le profil de la route. C’est une inconnue dans le système proposé.

Il me semble donc, en résume, que plus qu’en tout autre matière, la question de la traction électrique n’admet pas de solution absolue et invariable. Un éclectisme, bien entendu, doit être ici appliqué et il y a lieu de constater que, dans l’état actuel de la question le problème de la traction mécanique sur un canal donné sera résolu avantageusement suivant la section de la voie navigable et son trafic par l’emploi de l’un des trois procédés décrits employé et choisi judicieusement.

Influence de la section du canal

Une telle solution n’est possible que si certaines conditions essentielles, ressortissant non pas des connaissances de l’ingénieur-électricien ou mécanicien, mais bien de la compétence de l’ingénieur liydraulicien, sont convenablement remplies.

Le premier de tous les facteurs à considérer, celui de la résistance à la traction de diverses coupes de bateaux en fonction de la vitesse et du profil du canal a été étudié dans le magistral mémoire présenté à l’Académie des Sciences de Paris, au fur et à mesure du développement de ses expériences, par M. l’inspecteur général des

Ponts et Chaussées français de Mas. Vérifiées récemment par M. l’ingénieur Rota (1) ces données qui sont devenues en quelque sorte classiques, peuvent se résumer par ce fait que, si la traction d’un bateau de 300 T. demande un travail utile de 7 chevaux à la vitesse de 0m88 (3 k.) dans un canal à section normale du type français (mouillage 2 m.), ce travail se trouve réduit de 30 p. c. lorsque le mouillage est porté à 2m50 avec 10 m. de largeur au plafond.

Ces données sont particulièrement vérifiables sur le canal de Charlcroi où la section des bateaux étant de 2m60/ lm30,lcs pertuis des écluses sont de 2m70 X 2™ 15 et celles des ponts 2.88 à 3.00 X 2.15, dimensions théoriques réduites souvent dans la pratique à 2m78 X 2ln00. Il résulte de ces dispositions que l’effort normal de 200 kilogr. pour la traction à 4 k. de vitesse atteint de 400 à 500 kilogr. à une vitesse de 1 k. à l’heure au passage de ces ouvrages. Les conséquences de cet état de choses sont notables, au point de vue de l’effet utile de la traction mécanique : la vitesse cà l’approche de tels ouvrages devant être ramené à moins de 1 k 8, l’effet utile de traction tombant à 0.20 et les efforts de démarrage devenant, après arrêt dans ces pertuis, des plus considérables.

Ces considérations sont d’autant plus graves que les ondes de retour ou les courants déterminés par l’ouverture ou la fermeture des vannes d’écluses forment souvent au droit de ces ouvrages rudiment aires des relèvements momentanés du plan d’eau.

Influence du courant

En thèse générale, le déplacement des eaux en section normale du canal le plus étudié par l’auteur, a une influence très faible sur l’effort de traction. Cet effet est d’autant plus difficile à observer que des ondes remontantes se produisent fréquemment avec une vitesse de déplacement supérieure parfois à celle du courant d’écoulement normal du canal. Ce phénomène d’inertie a été étudie pour la première fois, pensons-nous, par M. l’inspecteur général de Mas.

Si le courant normal d’écoulement n’a pas d’effet appréciable il n’en est pas de même des pertes cl’eau accidentelles résultant du mauvais état de vannes d’écluses.

L’effort maximum à la remonte pour extraire un bateau de 70 T. d’un sas d’écluse de 2ra70 d’ouverture, le bateau ayant 2m60, est de 450 kilog .

(!) Voir Rapport du Congrès de navigation de Paris 1900.

— 24

Par suite d’une perte d’eau survenue en novembre 1899, à la porte d’aval de l’écluse 46 du canal de Cliarleroi, perte atteignent 18m3 par minute, soit 300 litres à la seconde, j’ai observé des efforts de traction atteignant 1200 kilogr., efforts qui étaient produits à l’aide du treuil électrique dont nos tracteurs sont munis, l’appareil étant calé sur le sol. L’existence de courants semblables est absolument incompatible avec une exploitation mécanique normale.

Influence de l’état des chemins de halage.

La feuille d’expérience n° 5 reproduit une partie de mes recherches sur 1 influence de l’état des chemins de halage sur le travail moteur.

Un excellent élément de comparaison m’a été fourni par les mensurations de MM. Bourguin et La Rivière sur le coefficient de roulement des nouveaux tracteurs Denèfle sur les routes françaises : Pour un poids remorqué de 2480 kilogr., le travail en kilogram-mètres est d’environ 75 kilogrammètres à la vitesse de 3 k. Tous les vélocipédistes et les automobilistes apprécient les soins extrêmes apportés à la confection et au roulage des routes françaises et allemandes, aussi le chiffre 0.035 pour coefficient de roulement des tracteurs Denèfle à paliers lisses en bronze peut il être regardé comme normal en France.

Il était intéressant de rapprocher ce chiffre de ceux que j’avais obtenu sur diverses surfaces de roulement de routes en Belgique.

Le chemin de halage du canal de Charleroi se compose d’une bande de terre de 0m40 à 0m50 de largeur à partir de la crête intérieure, d’une bande pavée de 0m90 à 0m80 et d’un chemin de terre garni plus ou moins de cendrées.

Le pavage encadré de grandes bordures brutes est de nature très variable, tantôt il est composé de recoupins de quartzites de Fosses, ou de déchets de Quenast d’environ 9 centimètres de côté, tantôt de pavés, d’appareillage irrégulier allant jusque 20 X 20.

Le chemin de terre est parfois rechargé par les produits d’anciens dragages. Une roue du tracteur porte sur le pavage l’autre sur la terre.

Sur les plus mauvaises parties de ce chemin et dans un trajet limité, nous avons, à titre d’expérience, établi à côté du pavage un cncoffrement solide sur 0m25 d’épaisseur revêtu de fine pierraille tassée et roulée. Sur le pavage préalablement remis à niveau, du gravier dur a été semé pour serrer les joints. La surface de roulement ainsi constituée est devenue relativement bonne (voir feuille 5, 1°). Le coefficient de roulement y est de 0,0382, le travail moyen absorbé étant de 92 kilogrammètres à la vitesse de 1.00.

L’élévation du travail est dû aux chocs provoqués par le pavage, car le même appareil dont les roulements sont faits sur paliers à rouleaux d’acier baignant dans l’huile n’exige que 25 kilogrammètres à la vitesse de 1 mètresur une surface unie (4° dutableau).

M. l’ingénieur Chenu, des Ponts et Chaussées belges, s’étant opposé au rechargement du pavage à l’aide de gravier de Quenast, le pavé est resté dans son état primitif sur une région beaucoup plus étendue du chemin du lialage qui comprend le pavage ci-dessus décrit bordé d’un chemin empierré de ballast de grosseur moyenne de porphyre de Quenast. Cet empierrement a formé une couche unie et imperméable assez unie pour permettre un trafic régulier.

Le coefficient de roulement y est de 0.05, l’effort de propulsion du tracteur y est de 120 kilogrammètres (voir feuilleô, 2°) lorsqu’une roue de 1 appareil porte sur ce pavage. L’écart entre 120 et 92 kilogrammètres est entièrement dû à l’état du pavage.

J‘ai enfin étudié les effets de la surface de roulement dans

l’état où le chemin de lialage se trouvait avant toute traction électrique et tout aménagement.

Le travail exigé pour la propulsion du tracteur est ainsi porté à 180 kilogrammètres, soit à près de 2cll 4 et le coefficient de roulement du chemin de 0,075.

En conclusion, il y a lieu d’appeler l’attention sur ce fait que l’état du chemin de lialage influe dans une très large mesure sur le rendement des appareils tracteurs puisque dans les expériences décrites, la variation du travail propre au tracteur est de lch-22 à 2ch-4, soit donc luh18 de différence.

Or, le rendement du tracteur étant sur ce terrain de0.45, l'excès

1.18

= 2.6, soit environ

0.45

de travail dû à l’état du chemin atteint

35 p. c. des 7 chevaux employés.

On voit donc que si l’électricité permet l’organisation de lignes de transport de force dont le rendement final est de 75 p. c. entre machine génératrice et moteur utilisé, l’art de J’ingénieur civil doit intervenir pour rendre cette application possible et utilisable au point de vue des transports par eau, carie profil du canal, son état d’entretien et la nature du chemin sur lesquels s’exercent le halage peuvent faire varier l’effet utile du système dans la mesure de 1 à 3.

Effet utile de la traction électrique au point de vue de la battellerie.

L'existence de biefs courts variant de 300 mètres à 4 kilomètres de longueur, le profil resserré du canal de Charleroi, le nombre des écluses (43 écluses sur 47 kilomètres) dans la partie à petite section, et surtout l’interdiction règlementaire de l’organisation de trains de trains de 2 ou 3 bateaux, pouvaient faire mettre en doute l’efficacité au point de vue de la rapidité du transit, de la traction électrique.

J’ai procédé à l’effet de vérifier ce point, à divers contrôles de parcours de bateaux soit remorqués par chevaux, soit remorqués par tracteurs.

Nous avons pris comme point d’étude une longueur de 1836 mètres présentant des courbes, des alignements et une écluse située au milieu de ce trajet. Cette écluse du type normal du canal présente une rampe d’accès de 8 p. c. environ.

Sur ce parcours le cheval de lialage donne au bateau une vitesse variable de 1800 à 2200 mètres à l’heure, en procédant au lialage par à coups successifs.

Le temps d’éclusage à la remonte est de 14’, à la descente il est de 12’. La vitesse commerciale moyenne de 1 kil. 69.

Sur le même parcours le tracteur électrique donne au bateau une vitesse en alignement de 4 kilomètres, en courbe de deux et demi. A l’approche de l’écluse 1 kil. 8.

Le temps d’éclusage à la remonte est de 8’, il est de 5’ cà la descente. La vitesse commerciale est de 2 kil. 630.

Une série d’essais faits sur 8 kil. 900 de trajet avec quatre écluses donnent des résultats plus favorables. Je les écarte de la discussion présente, parce que cette région, quoique assez sinueuse et présentant le passage de quatre écluses et trois ponts de 2 m. 78 à 2 m. 98 de largeur libre, ne représente pas la moyenne des conditions de navigation du canal.

En prenant les chiffres les moins favorables et quoique les douze premiers biefs du canal soient établis à grande section, si l’on applique ces résultats aux 80 kilomètres de parcours du canal de Charleroi à Bruxelles, le trajet complet à traction animale demande

80

80

2.63

1.69 30 heures.

— 47 heures ; le même trajet par traction mécanique

Le premier système correspond à une navigation de 5 jours (faute d’éclairage la na vigation de nuit est impossible sur ce canal). Le second système correspond à un trajet de 3 jours de navigation.

En tenant compte des temps de chargement et déchargement des durées de chômage, etc., le nombre maximum de jours ouvrables des mariniers est de 180 jours, permettant au plus 36 voyages simples sur le trajet Charleroi-Bruxelles. En utilisant la traction mécanique, ce nombre de voyage se trouverait porté à 180

— = 60 voyages simples par an, soit une augmentation du

nombre de parcours possibles de 14 voyages par an.

Cette augmentation correspond donc à une augmentation de recettes pour la batellerie de plus de 42 %. Elle peut se chiffrer avec une approximation assez grande à plus de 700 francs d’augmentation de revenu par an et par bateau toute dépens) de péage, de remorquage et d’entretien déduites.

La traction électrique constitue donc un bienfait spécialement pour la population balellière du canal de Charleroi Celle-ci est, en effet, la moins bien partagée des corporations similaires de Belgique en raison des péages élevés exigés par l’Etat, de la concurrence du chemin de fer, des lenteurs des procédés de chargement et du petit nombre des quais de chargement et de déchargement autorisés et enfin de l’exiguité des bateaux dont le tonnage varie de 68 à 71 tonnes. Il y a lieu de joindre à ces causes de misère les chômages prolongés pour curages et travaux qui atteignent parfois 60 jours.

Le canal de Charleroi étant la seule voie navigable joignant les bassins houillers de Charleroi à Anvers de manière directe, l’accroissement de 42 p. c. du trafic possible dû à l’adoption de la traction électrique présente donc non seulement un intérêt social considérable au seul point de vue de la classe laborieuse des bateliers, mais encore un intérêt général à un point de vue économique et commercial des plus importants : Celui de l’amélioration des voies de communications vers le port principal du pays.

Avantages à, tirer d’une ligne de distribution de force électrique le long des voies navigables au point de vue du canal lui-même.

A côté de ces considérations directes militant en faveur de la traction électrique au point de vue du halage des bateaux, il y a lieu de considérer les avantages multiples à tirer d’une distribution de force le long d’un canal.

Alimentation. — L’application la plus intéressante qui ait été signalée à ce sujet est celle de l’alimentition des biefs par pompes centrifuges sur le modèle de l'installation faite en 1897 par M. Gaillot, inspecteur des Ponts et Chaussées à Dijon, décrite par lui en 1898 au Congrès de navigation de Bruxelles.

Au point de vue du canal de Charleroi, un été sec a suffi en 1898 pour nécessiter l’installation provisoire de locomobiles pour relever les eaux du Piéton du 9me bief aux 10rae et llme biefs.

L’installation sur le modèle de Gaillot, de pompes capables de relever 50,000 m.³ par 12 heures sur les biefs 1 à 11, présentant une différence de niveau de 20m98, serait certes plus économique que l’aliméntation par pompes à vapeur actuellement pratiquée sur ce canal.

Eclairage. — L’éclairage du canal Kaizer-Wilhelm, d’une longueur de 92 kilomètres, à l’aide de 950 lampes de 25 bougies à incandescence alimentées par une seule dynamo, a démontré le caractère parfaitement pratique de ce genre d’application.

Il permet, à peu de frais, d’augmenter l’effet utile d’une voie navigable déterminée spécialement en hiver.

Dragages d'entretien. — La pratique actuelle de la mise à sec des biefs en vue de procéder au nettoyage de la cunette amène des chômages répétés dont les conséquences sont des plus dommageables à la batellerie. Souvent même la mise à sec de digues anciennes et chargées d’eau a des conséquences si fâcheuses que l’on hésite à procéder à ces opérations.

Enfin, quelque longs que soient les termes de chômage, le cube de dépôts à enlever à la pelle est trop considérable pour permettre un curage complet. Il atteint parfois 4 m.³ par mètre courant du canal.

Ces considérations militent en faveur de l’adoption du dragage à niveau plein à l’aide d’appareils mécaniques tels que les dragues à godets ou les appareils suceurs. Malheureusement la dimension des appareils à vapeur et la nécessité de payer un personnel spécial de machinistes et chauffeurs rendent difficile et onéreux l’emploi d’appareils à vapeur sur de petits canaux.

Ces inconvénients disparaissent par l’emploi de l’électricité. La compacité du système moteur, la suppression de la main d’œuvre des machinistes sont obtenues facilement par l’emploi d’une dynamo-triphasée, puisant son énergie à la ligne posée sur le rivage et actionnant une pompe centrifuge qui suffit, dans la plupart des cas, à aspirer les dépôts vaseux formant les dépôts accidentels de la plupart des canaux. Un seul homme et un aide suffisent à cette manœuvre.

Un dispositif de ce genre peut être installé à bord d’une chaloupe de 5 tonnes déversant les boues dans un baquet de 15 tonnes placé dans son axe longitudinal. Un pareil engin permet le nettoyage méthodique et constant de la cunette et constitue le meilleur des engins d’entretien d’un canal sans interrompre ni même gêner la navigation dans les plus petits canaux.

Avantages à, tirer des lignes de distribution de force motrice électrique au point de vue général.

Dans un récent rapport, M. l’ingénieur en chef des Ponts et Chaussées français La Rivière, disait fort justement que le problème de la traction mécanique se réduit en définitive à une question de distribution de force motrice.

Le seul mode économique de transmission de l’énergie à considérer pour les longues distances, est actuellement l’énergie électrique à haute tension et depuis les mémorables essais de Deprez à Creil en 1882 et de Brown et Dolivo à Lauffen, la question de la transmission de l’énergie à distance est si bien entrée en pratique, que nous assistons actuellement à une véritable révolution économique, à tout un déplacement de l’activité industrielle, grâce à la division de la force motrice et sa diffusion en Suisse et dans une partie de l’Allemagne.

Le principal caractère économique de ce genre de distribution, est de grouper sur un même réseau tous les consommateurs d’énergie, tant sous forme de lumière que de force motrice ou d’énergie chimique.

Grands ou petits consommateurs, tous les affiliés à un réseau semblable bénéficient de la coopération industrielle établie entre eux par la ligne électrique.

Le caractère principal de ce progrès est que les grands consommateurs ne sont pas seuls à en bénéficier et que la rénovation de la petite industrie à domicile, le rétablissement des industries familiales du tissage, de l’armurerie, de la mécanique de précision, du travail du bois et des métaux est lié intimement au développement des lignes de distribution d’énergie électrique. A côté de ces consommateurs, les coopératives agricoles se présentent dans certains cas comme devant bénéficier directement de ces avantages de la distribution de la force motrice.

Il y a donc un intérêt d’Etat des plus puissants à développer pratiquement de tels organismes.

L’établissement du lialage ou du remorquage électrique ne doit pas être, dans beaucoup de cas, considéré au point de vue économique comme le seul objet d’une ligne de distribution électrique. Sur beaucoup de canaux, la navigation cesse avec le jour, ou présente des alternatives, des variations d’activité assez grandes, de telle sorte que la force motrice et le personnel peuvent être économiquement et pratiquement utilisés à la distribution de l’énergie électrique sous toutes ses formes pour l’usage public et privé.

C’est dans ce sens large qu’il est nécessaire de considérer les installations de traction électrique sur les voies navigables et qu’il est possible d’en tirer tout l’effet utile au grand bénéfice des procédés de navigation et des intérêts généraux économiques et sociaux les plus essentiels.

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