Le Mécano de la Générale ou la Bète Humaine

                        Ni Buster Keaton,                                                               ni Jean Gabin,

mais votre serviteur qui aura vécu encore une aventure incroyable : conduire un train à vapeur !

Un vrai de vrai, avec du bois et du charbon pour chauffer l'eau et la transformer en vapeur, avec une grosse fumée bien noire qui sort de la cheminée mais aussi d'un peu partout et qui vous transforme en l'ombre de vous-même en moins d'une heure, de la graisse partout et de l'huile qui pisse en continu par tous les orifices. Une chaleur d'enfer, une atmosphère irrespirable, un boucan terrible, mais une expérience fantastique.

Tout ça grâce à Trevor et Dave, deux passionnés de vieilles locomotives qui ont retapé Gabriel, la plus vieille loco de Nouvelle Zélande. Une machine qui fonctionne tous les week-ends en tirant quelques wagons entre Kawakawa et une petite gare perdue en pleine nature, à 7 km d'Opua.

L'histoire, mon histoire, a commencé quand, avec Ba, nous étions partis visiter la très étonnante ville de Kawakawa où Hundertwasser a laissé son empreinte artistique ravageuse. J'avais aperçu sous un hangar une belle locomotive, brillante et graisseuse à souhait, comme toute motrice qui est fière de fonctionner.

Et je suis revenu à Kawakawa pour la voir et la revoir.

Comme je voulais que Olivier et Marion découvrent cette ville passionnante, j'y suis retourné encore une nouvelle fois en leur compagnie, et à cette occasion, j'ai rencontré Trevor, un passionné et chic type qui s'est obstiné à vouloir m'expliquer comment fonctionne sa machine avec plein de termes techniques inconnus et un accent néo-zélandais épouvantable.

Et comme j’acquiesçais en hochant de la tête, à ses élucubrations sans comprendre grand-chose, il m'a proposé de passer de l'exposé théorique à l'application pratique, en m'invitant à revenir le samedi suivant, à 8 h 30 pétante, sans autre explication.

Et bien sûr, le samedi suivant, j'étais à 6 heures du mat en train de faire du stop pour rejoindre Trevor et Dave à Kawakawa. Arrivé dix minutes avant l'heure fatidique, j'étais envoyé en haut de la machine pour faire briller les pièces en laiton. Une heure à briquer la ferraille.

Sur la locomotive en train de faire briller le laiton

Puis ce fut l'heure de charger le foyer de la loco... 

"Tu vois où sont le petit bois, les bûches, les gros troncs, là-bas  sur le 4x4 ?.

Et tu sais allumer un feu ?

Eh bien tu vas en allumer un ici, dans le foyer de la locomotive, en répartissant bien le combustible."

Et me voila au fourneau, et j'y passerai une bonne partie de la journée à charger la chaudière avec du charbon.

Pendant ce temps, Trevor et Dave faisaient les innombrables vérifications, graissages que nécessite une vieille machine à vapeur.

Ensuite, il fallut aller remplir la citerne d'eau. On sortit la locomotive de son hangar et on l'avança dans la gare, jusqu'au pied du château d'eau et je fus chargé de faire le plein.

Il était presque 10 h 30, et il avait fallu deux heures pour tout préparer et pouvoir enfin donner le premier coup de sifflet signalant aux voyageurs qu'il était temps de monter dans le wagon aux sièges confortables, à moins qu'ils ne préfèrent voyager sur la plate-forme située derrière la locomotive pour respirer le grand-air, mais aussi et surtout la fumée noire et irritante, pendant les trois quarts d'heure de voyage en pleine campagne.

Ça y est, on est prêt

Trevor regarde attentivement la circulation automobile, car non seulement il n'y a aucun passage à niveau, mais la voie de chemin de fer passe entre les deux voies pour les voitures, tout au moins au départ, dans la rue principale de Kawakawa.

Dave est aux manettes et pour le retour les rôles seront inversés.

En route avec Gabriel, la plus vieille locomotive de Nouvelle Zélande

Avec Dave et Trevor, je ferai ce jour là quatre voyages entre Kawakawa et la petite gare de campagne. Quatre voyages à charger presque en continu le fourneau avec du charbon, de manière à maintenir une pression de 10 bars. Pas de tout repos, mais mes deux compagnons ne chômeront pas non plus, car faire marcher une machine à vapeur demande une attention de tous les instants pour exploiter la pression de la vapeur et diriger l'énergie produite vers les pistons.

A l'aller la locomotive fonctionne en marche avant, et au retour en marche arrière, mais toujours en traction

Après l'exposé théorique de Trevor, j'avais compris que mes connaissances sur le moteur à explosion (combustion interne) ne me permettaient pas de comprendre le fonctionnement de la machine à vapeur (moteur à combustion externe). Avant de revenir voir mes deux compagnons cheminots, je me suis donc replongé dans la théorie.

Un peu d'histoire avant ... (d'après Wikipedia)

Les premiers travaux sur la vapeur d'eau et son utilisation remontent à l'Antiquité: Héron d'Alexandrie avait conçu et construit au Ier siècle après J.C. un éolipyle qui, bien que considérée comme un jouet du fait de sa faible puissance, n'en était pas moins un moteur à vapeur, à réaction.

Au XIXe siècle, un archiviste espagnol affirma avoir découvert des documents qui prouvaient qu'en 1543, dans le port de Barcelone, un navigateur et inventeur espagnol, Blasco de Garay fit sous les yeux de nombreux hauts personnages, dont Charles Quint, la démonstration d'un bateau propulsé par la vapeur d'un chaudron et des roues à aubes. Ces déclarations furent toutefois discréditées par les autorités espagnoles, les documents n'ayant pu être retrouvés. Il fallut attendre le XVIIe siècle pour que réapparaisse l'idée d'utiliser la puissance de la vapeur d'eau, notamment en utilisant la vapeur pour chasser de l'eau dans des tuyaux (une façon comme une autre de pomper)

En 1668, le jésuite flamand Ferdinand Verbiest décrivit dans son livre le premier véhicule terrestre mû par un jet de vapeur et une roue à aubes. En 1679, le Français Denis Papin construit la première chaudière (utilisée comme autocuiseur), fermée par la première soupape. Conscient du potentiel de la vapeur, il propose l'idée du piston, qui donnerait accès à des puissances insoupçonnées jusqu'alors. Son prototype, en 1690, reste inefficace. En 1698, Thomas Savery déposa un brevet sur une pompe destinée à l'exploitation minière, fonctionnant à la vapeur. Par la suite, il la perfectionna en collaboration avec Thomas Newcomen, grâce, entre autres, aux travaux de Denis Papin. Un premier modèle commercial fut utilisé dès 1712 dans les mines de charbon, dans le centre de l'Angleterre. Ces pompes fonctionnaient en produisant un vide dans une chambre fermée où l'on faisait se condenser de la vapeur, grâce à un jet d'eau. Les vannes d'admission et d'échappement, d'abord à commande manuelle, furent automatisées. Ces pompes étaient d'emploi courant dans toutes les mines humides de l'Europe. Elles étaient cependant très coûteuses à l'usage, car leur cylindre devait être réchauffé avant chaque admission de vapeur.

Machine à vapeur de Watt

L'Écossais James Watt (1736-1819) répara un moteur Newcomen en 1763 : il cherchait alors des idées d'amélioration pour en augmenter l'efficacité. Ses réflexions débouchèrent en 1765 sur l'idée d'une chambre de condensation pour la vapeur, séparée par une valve, idée pour laquelle il déposa un brevet en 1769. Il commença alors à produire des moteurs améliorés. En 1770 le français Cugnot construisit le premier véhicule automobile terrestre, un fardier, destiné à la traction de pièces d'artillerie. Ce prototype sans postérité utilisait un moteur de type Newcomen. Les performances du véhicule étaient insuffisantes pour un usage opérationnel. Parallèlement, Watt continua à chercher des idées pour améliorer son invention, et, en 1781 il mit au point le système mécanique permettant de créer un mouvement de rotation à partir du mouvement rectiligne du piston, ce qui lui permit ensuite de concevoir le cylindre à double action où la vapeur entraîne le piston, lors de sa montée et de sa descente. La puissance de la machine en était fortement augmentée. Il formalisa aussi une utilisation possible en 1784 en déposant un brevet sur une locomotive à vapeur, inventa un indicateur de pression de la vapeur dans le cylindre, et, en 1788, une valve de puissance pour laquelle il reprit ensuite l'idée de Boulton d'employer un régulateur centrifuge pour rendre la vitesse constante indépendamment des variations de la production de vapeur et des sollicitations de puissance en sortie. Il introduisit aussi une nouvelle unité de mesure de la puissance, le cheval-vapeur. 

Certains lui reprochent d'avoir freiné le développement des systèmes à haute pression fonctionnant par l'expansion de la vapeur, auxquels il ne croyait pas, mais qui étaient prônés par d'autres inventeurs comme Jonathan Hornblower, et qui durent attendre l'expiration des brevets en 1800, après leur prolongation en 1782. Ce dernier mit au point, en 1781, un double cylindre combiné où la vapeur passe d'abord dans un cylindre dans lequel elle pousse le piston avant de passer dans un cylindre fonctionnant selon le principe de la condensation qui équivaut à un système à double action. Mais son invention resta expérimentale, sans application possible du fait des brevets de Watt, et il fallut attendre 1803 et Arthur Woolf pour la voir émerger enfin. Combiné à un nouveau type de condenseur conçu par Edmund Cartwright qui enveloppait le cylindre et l'apparition des chaudières produisant de la vapeur à haute pression, cela permit la fabrication de machines compactes et puissantes, nécessaires à une utilisation mobile.

Fonctionnement d'une locomotive à vapeur "moderne" du genre de Gabriel

Dans une machine à vapeur, on chauffe de l'eau jusqu'à avoir de la vapeur sous haute pression. Cette dernière sert à pousser un piston, mais grâce aux astuces précédemment évoquées, on arrive par un jeu de soupapes à envoyer alternativement la pression dans les deux extrémités d'une chambre, ce qui permet d'obtenir un mouvement alternatif rectiligne 

Il est ensuite facile de le convertir en un mouvement circulaire par l'intermédiaire de bielles

Il ne faudrait néanmoins pas croire que la machine est simple car se posent de nombreux problèmes de régulation et de répartition de la pression et donc de la puissance motrice, et quand on passe sa journée dans une locomotive, on voit qu'il faut avoir l’œil rivé sur des manomètres et intervenir très rapidement sur des vannes ou des robinets pour avoir un fonctionnement satisfaisant.

Les personnes intéressées par ce bel objet mécanique pourront aller jeter un coup d’œil sur le site Wikipedia sur le thème "Machine à vapeur".