Westinghouse et le frein automatique

Le problème du freinage se posa impérieusement dès qu’apparut la locomotive. Celle-ci fut dotée de freins à main ou à vapeur appuyant un patin sur les rails ; mais l’usure de ces derniers et les dangers de déraillement les firent abandonner. Certaines locomotives de manœuvre des chemins de fer belges en furent munies (type 51 de Belpaire, 1866).

Finalement, on ne conserva que le freinage par blocs (sabots) s’appuyant sur les bandages des roues. Dans bien des cas, on se contentait de freiner à main le tender, le fourgon et l’une ou l’autre voiture du train. Il en fut ainsi, notamment, au chemin de fer de Malines à Terneuzen jusqu’en 1914.

La lenteur de ce système apparut à mesure qu’augmentaient la charge et la vitesse des trains.

Pour y remédier, on groupa les voitures à frein desservies par un même agent (dit « serre-frein »), on construisit des freins plus rapides, à déclenchement de contrepoids, et ainsi on s’achemina vers la continuité du freinage.

Dans le frein anglais Cramer de 1853, on bandait au départ un ressort installé sur chaque véhicule ; en tirant une corde régnant sur toute la longueur du train, le machiniste serrait les freins de tous les wagons à la fois.

En 1848, un frein à pompe à air, mû par un essieu du fourgon, fournissait l’air à une conduite continue alimentant des cylindres placés sous les voitures. A leur tour, ces cylindres actionnaient l’ensemble de leviers et de tringles (timonerie) qui appliquaient les sabots aux roues. Le frein direct et continu était né.

C’est en 1869 que l’Américain Westinghouse introduisit son frein direct. On y rencontrait une pompe à vapeur montée sur la locomotive et remplissant d’air un réservoir principal ; partant de ce dernier, une conduite régnant sur toute la longueur du train était connectée entre les véhicules au moyen d’un boyau flexible. Chaque voiture possédait un cylindre actionnant la timonerie. Sur la locomotive, un robinet permettait d’envoyer l’air du réservoir vers les cylindres du train ou, lors du lâchage du frein, d’évacuer l’air comprimé des cylindres dans l’atmosphère. Ce dispositif, qui connut un grand succès, manquait cependant d’automaticité : en cas de scindage du train, de fuite ou de crevaison d’un boyau, les cylindres se vidaient.

En 1872, Westinghouse réalisa son frein automatique. En ajoutant un réservoir auxiliaire à chaque voiture, on emmagasinait une quantité d’air comprimé suffisante pour assurer le freinage du véhicule. Une valve déclenchée automatiquement à la moindre chute de pression assurait trois fonctions : permettre à l’air comprimé de la conduite générale de charger le réservoir auxiliaire, le cylindre étant vide ; permettre le passage de l’air comprimé du réservoir auxiliaire dans le cylindre (serrage) ; permettre l’échappement de l’air du cylindre dans l’atmosphère (desserrage). D’où l’appellation de « triple valve ».

La même année, le frein direct utilisant le vide (vacuum) fut inventé par l’Anglais Smith, suivi en 1880 par l’application des principes d’automaticité déjà utilisés pour l’air comprimé.

L’usage du frein à air comprimé est actuellement généralisé en Europe et en Amérique du Nord ; le frein à vide est appliqué en Grande-Bretagne, en Espagne, en Afrique centrale et en Amérique du Sud. En Belgique, il fut adopté par le Grand Central et disparut lors de la reprise de ce réseau par l’Etat belge en 1897.

PRINCIPE DU FREIN WESTINGHOUSE