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BCK - KDL - Le site des chemins de fer du Katanga - Le matériel roulant

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Un peu d'histoire...

D'abord, quelques définitions...
Le chemin de fer est un système de transport guidé composé de l'infrastructure et du matériel roulant. L'infrastructure est composée essentiellement de la voie ferrée formée de deux files de rails posés sur des traverses, et du matériel de signalisation.
Le matériel roulant circule communément en convois, appelé trains ou rames. Les convois sont tractés par des locomotives, ou sont autotractés (on parle alors de rame automotrice).
Par métonymie, chemin de fer désigne aussi les sociétés exploitantes, appelées autrefois compagnies. Les employés du chemin de fer sont les cheminots.

Évolution - Le chemin de fer mécanisé que nous connaissons aujourd'hui a pris naissance en Angleterre dans le début des années 1820 et est resté le mode de transport terrestre dominant pendant près d'un siècle, avant d'être supplanté, depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, par l'automobile. Cependant, le transport ferroviaire a une histoire qui commence bien avant la découverte de la machine à vapeur, avec des systèmes à traction humaine ou animale, et avant la mise au point des rails en acier avec des rails creusés dans la pierre ou faits de bois.
L'usage de rails en bois sur lesquels circulent des chariots hippomobiles apparaît en Allemagne dans les années 1550, puis se répand en Europe. Au début du XVIII^e siècle, on commence à employer le fer pour les roues comme pour les rails. Les roues sont guidées dans des ornières revêtues de plaques métalliques. William Jessop (ingénieur anglais) conçoit les rails à ornière destinés aux roues à boudin en 1789. En 1802, Jessop ouvre le Surrey Iron Railway dans le sud de Londres, qui semble bien être, bien qu'il soit à traction hippomobile, le premier chemin de fer public du monde.
James Watt, inventeur et ingénieur en mécanique écossais, apporte à la machine à vapeur les améliorations qui permettent d'en généraliser l'usage et encouragent d'autres expériences.

Arrivée de la vapeur - Richard Trevithick (ingénieur anglais) construit la première locomotive à vapeur en 1804. Sa locomotive est utilisée dans une usine sidérurgique du Pays de Galles. C'est un échec sur le plan économique, car sa machine est trop lourde pour la voie et reste en panne. Malgré son génie inventif, Richard Trevithick finit sa vie dans la pauvreté, et son œuvre reste largement méconnue.
En 1812, un ingénieur et inventeur américain, Oliver Evans, publie sa vision du développement du chemin de fer à vapeur, avec un réseau de lignes à longue distance, desservi par des locomotives rapides, reliant les villes entre elles et réduisant sensiblement les temps de parcours tant pour les voyageurs que pour les marchandises. Evans précise même que des voies parallèles doivent être prévues pour permettre la circulation des trains dans les deux sens.
En 1813, George Stephenson persuade le directeur de la houillère dans laquelle il travaille de le laisser construire une machine à vapeur. Il construit la première locomotive à roues adhérentes. Les boudins des roues permettent de faire rouler les trains sur le sommet des rails, et non plus dans des rails creux. Cela simplifie grandement la conception des aiguillages, et ouvre la voie au chemin de fer moderne.
Les manuels d'Histoire nous rapportent que La compagnie du chemin de fer Stockton and Darlington ouvre sa première ligne le 27 septembre 1825. Stephenson conduit lui-même sa machine, la Locomotion, le spectacle attire une grande foule de spectateurs.
La locomotive à vapeur est inventée au tout début de la révolution industrielle, et le chemin de fer devient un rouage essentiel de l'industrialisation, qui nécessite le déplacement rapide des marchandises et de la main d'œuvre. Au début, il entre en concurrence avec le transport fluvial, mais rapidement le chemin de fer s'impose grâce à la machine à vapeur, à l'amélioration de la voie et à la possibilité de construire des lignes de chemin de fer là où les canaux sont impraticables.

La traction électrique révolutionne les transports urbains - Avant le développement du train électrique, la plupart des transports terrestres, à part les chemins de fer, sont assurés essentiellement par des véhicules hippomobiles. L'utilisation de la voie ferrée a permis à un cheval de déplacer deux fois plus de personnes, donnant ainsi naissance aux chemins de fer urbains. En janvier 1888, la ville de Richmond (Virginie) sert de terrain d'essai pour un nouveau chemin de fer urbain électrique conçu par Frank Sprague. À partir des années 1890, le développement de l'électricité permet l'extension des chemins de fer souterrains. De grandes villes comme Londres, New York et Paris se dotent d'un système de métro. Quand la traction électrique devient plus pratique, la plupart des chemins de fer urbains sont électrifiés, et prennent notamment le nom de « tramways ».
Dans de nombreux pays, ces chemins de fer urbains électriques se développent au-delà des zones urbaines pour relier d'autres agglomérations. Aux États-Unis, des réseaux de chemins de fer appelés Electric Interurban relient la plupart des agglomérations dans les États de l'Illinois, de l'Indiana, de l'Ohio, de Pennsylvanie et de New York. Dans la Californie du sud, le Pacific Electric Railway dessert la plupart des villes dans les comtés de Los Angeles et d'Orange. Il y a des réseaux similaires en Europe, dont l'un des plus notables est celui qui relie toutes les villes de Belgique. Certains de ces réseaux existent encore et ont souvent été modernisés pour entrer dans les systèmes de transport public des zones concernées.

Traction diesel. - Les locomotives diesel modernes sont des locomotives électriques équipées d'un générateur électrique mû par un moteur diesel. Les premières locomotives diesel sont des machines de faible puissance, utilisées principalement pour les manœuvres. Les locomotives diesel-électriques sont plus propres, plus efficaces, et demandent beaucoup moins d'entretien que les locomotives à vapeur. À partir des années 1950, les locomotives diesel-électriques s'imposent dans de nombreuses régions du monde et particulièrement aux États-Unis.
Au cours du XX^e siècle, aux États-Unis, les modes routier et aérien éliminent pratiquement le rail pour les déplacements de voyageurs à longue distance. Cependant le chemin de fer reste le mode dominant pour le transport des marchandises. En Europe et dans certains pays d'Asie, la place du chemin de fer dans les transports de voyageurs reste importante.

Caractéristiques fondamentales.

Le chemin de fer se distingue des autres modes de transport par les points suivants :

Technique

Roulement acier sur acier : la caractéristique fondamentale du chemin de fer est le roulement acier (roue) sur acier (rail) à faible coefficient d'adhérence, qui limite très sensiblement la résistance à l'avancement, et en contrepartie augmente les distances de freinage. La faible adhérence impose aussi des contraintes de tracé des lignes pour éviter les trop fortes rampes : tracé en fond de vallées, ouvrages d'art importants (tunnels, viaducs). Les distances de freinage importantes interdisent en circulation normale la marche à vue.
Transport guidé : c'est un transport guidé (par les rails) qui n'offre aux véhicules qu'un seul degré de liberté, en avant ou en arrière. Les changement de voie ne peuvent se faire qu'aux aiguillages, le dépassement est impossible, la formation des trains nécessite des manœuvres complexes.
Circulation en convoi : les véhicules (wagons) ne circulent pas isolément comme sur la route, mais groupés en convoi, le train, tracté par une locomotive. Cela autorise une grande capacité de transport et limite la résistance à l'avancement. Cela impose pour la construction et les attelages des wagons et des voitures à voyageurs des normes minimum de résistance à la compression et à la traction.

Toutes ces caractéristiques induisent un système d'exploitation particulier, qui repose d'abord sur un système de signalisation strict et sur l'établissement d'un graphique de circulation. Elles limitent aussi les dépenses d'énergie et procurent au chemin de fer un haut niveau de sécurité.

Économie

Transport collectif : le chemin de fer est par définition un transport collectif, dont l'exploitation et les horaires ont été dès l'origine très réglementés par l'État, pour lequel s'est imposé très vite la notion de service public. D'autre part l'influence sur l'urbanisme est important car c'est un facteur essentiel de l'aménagement du territoire.
Monopole naturel : l'importance des investissements nécessaires pour construire le réseau ferroviaire fait de celui-ci un monopole naturel et lui donne une importance militaire stratégique.
Transport intégré : les liens très étroits, imposés par la technique, entre la voie et le matériel roulant, ont conduit dans la très grande majorité des cas à des entreprises ferroviaires intégrées, c'est-à-dire maîtrisant simultanément la gestion du réseau et l'exploitation des trains.

Les photographies ci-dessous sont extraites du site http://www.inchi-yetu.be/rail.html - A visiter !
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