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Traction mécanique depuis la berge
sur les voies navigables
- annexe (3) -

Cette page supplémentaire, non prévue dans le plan initial ne relève pas de la voie ferrée et n'a pas l'alibi, comme d'autres, d'être un témoignage direct. Compte tenu de ce qu'il reste de ce plan et des documents qui me sont parvenus, elle vient s'ajouter. Le tout, qui se voulait structuré, ressemble de plus en plus à un relevé d'idées qui, avec un bonne sélection et une ré-écriture complète pourrait faire un exposé agréable à lire. (Pour certains)

- Funiculaires, tracteurs aériens -

Alors qu'en France on avait testé la locomotive à vapeur, sans succès, et qu'on lançait le cheval électrique, d'autres inventions étaient faites à l'étranger.

Système Lamb

En 1895, un tracteur funiculaire aérien était installé en Allemagne sur le canal de Finow. (La navigation Fluviale Fançaise - 1926, par Georges Weil. Doc G. Kiffer) Nous n'avons pas de renseignements abondants sur cete installation, notamment pas la longueur de canal desservie. On ne connait pas la puissance du moteur.
Trois câbles sont utilisés. En haut un seul câble électrique sur lequel un trolley à perche et roulette unique circule sur le dessus. Cette configuration semble la même qui sera utilisée sur le même canal par le système Kottgen. En dessous, le câble porteur qui logiquement assure le retour du courant. Et en bas le câble sur lequel s'exerce la traction.
Ce système a été remplacé rapidement par les tracteurs Kottgen. (Voir page précédente)

Système Clarke-Gérard

Cet appareil a fait l'objet d'une expérimentation en 1905 sur le canal Erié, à proximité des usines de la General Electric Company, à Schenechady et n'a pas connu d'exploitation réelle. L'échec est du au coût trop élevé de la voie et pas au tracteur.
Si le matériel mobile porte l'étiquette "Clarke-Gérard", la voie aérienne relève du système "Thwaite et Cawley". On ignore, bien que ce soit hautement probable, si monsieur Gérard était Léon, créateur du système belge(1) mentionné en page 18.
Les câbles du système Lamb sont remplacés par une poutrelle en acier, sur poteaux à 4 ou 5 m de hauteur. Ce n'est pas le cas sur la photo jointe (Article de G. Weil dans "La Navigation Fluviale Française" en 1926. Doc G. Kiffer) où on est en bout de ligne. Il peut s'agir d'un garage, où la hauteur permet plus commodément les règlages.
La poutrelle en U offre 2 chemins de roulement sur les ailes hautes et basses. Le tracteur a 4 roues, 2 motrices en haut et 2 en bas, assurant le maintient. La distance entre les deux paires est variable en fonction de l'effort de traction. De cette façon l'adhérence est proportionnelle à cet effort et le matériel le plus léger possible.
Sur la photo on aperçoit les câbles de traction qui semblent fixés sur des leviers destinés à remonter les roues inférieures selon l'effort. Le tracteur serait utilisable dans les deux sens. Rien n'est précisé des caractèristiques des bateaux remorqués. Rien non plus n'est dit sur la conduite du tracteur. A quoi sert la manivelle qu'on voit en haut ? La pièce tout à droite, est-elle solidaire du rail ou du tracteur ? Est-ce le siège du conducteur ?

Système Lévy

Ce système a été expérimenté à Joinville-le-Pont au pojnt de jonction des canaux de St Maur et de St Maurice. On en trouve la description dans La revue l'Illustration du 13 décembre 1888.

Un câble sans fin, porté par des poulies à 2 ou 3 m de hauteur, parcours la section équipée. Il semble que le câble tourne en permanence toujours dans la même sens. Les bateaux s'accrochent individuellement quand ils le désirent et se décrochent de même. La longueur équipée est de 500 m. L'article conclut sur l'autorisation qui vient d'être donnée pour étendre l'expérience sur 5 km en un lieu non précisé, mais on a trouvé où, c'est à Foug (voir systéme CGE ci-dessous).
L'article ne comporte que des dessins dont il ne serait pas étonnant qu'ils aient été fait d'après photos, sans qu'on ait une certitude quant à la fidélité.
La vitesse du câble est annoncée à 4 km/h, et l'absorption des à-coups à l'accrochage se faisait par contrôle du glissement de l'amarre sur le boulard du bateau par la personne chargée de l'accrochage.

Maurice Lévy était Ingénieur en Chef des Ponts et Chaussées (ICPC) et son collaborateur était M. Pavie, ingénieur.

La suite est extraite de l'encart de la page 7 et légèrement modifié. L'encart en est très allégé.
Cette invention a été décrite par Ed. Imbaux (ICPC) dans une note à l'académie des sciences en 1914 qui prouve que les autorités publiques s'intéressaient aux innovations. La seule réalisation durable dont j'ai connaissance est celle de la voûte du Mont-de-Billy en service depuis fin 1895.

L'entrée de la voûte en 1913.

Cette voûte était équipée pour la traction mécanique d'un câble sans fin actionné par une machine à vapeur pour améliorer le temps de passage de la traction animale. Les chevaux pouvaient embarquer ou passer par un chemin en surface. Ci-contre photo du câble vu coté Vaudemanges. Le premier bateau de la rame(2) était accroché au câble supérieur grâce à des boules de plomb placées régulièrement le long du câble qui était animé d'un mouvement alternatif. Plus de 2 km d'amplitude. L'extrémité de la voûte la plus éloignée de la machine communiquait par téléphone.

L'installation avait été faite initialement avec les mêmes dispositions qu'à Joinville. Elle a été perfectionnée sur le mode d'accroche des tirages. La description du dispositif d'origine laisse comprendre que le câble avait un mouvement continu et que les bateaux s'accrochaient sur le câble du haut dans un sens et sur celui du bas dans l'autre. Faute d'une analyse critique on ignore les raisons de la modification. On note ici des différences avec l'expérimentation de Joinville et la description de l'installation en 1898. En 1914, il y avait un mouvement alternatif et une absence d'encoches dans les poulies pour éviter le déraillement du câble. La disposition des lieux et le mode d'exploitation sont différents. Le système d'accroche sur le câble n'était pas le même (pas d'illustration concernant le Mont-de-Billy, mais on sait qu'ils avaient les boules). On peut penser que le mouvement alternatif permettait l'accrochage pendant les arrêts, la machine se chargeant de la progressivité du démarrage (par la "force" des choses).

La sortie du câble coté Sept-Saulx. Le bâtiment de l'usine, plus tard affecté à la CGTVN, est partiellement visible a gauche.

Profil en travers du souterrain publié en 1935 (Science et Industrie, Doc G. Kiffer). Il semble que le projet n'ai pas été scrupuleusement respecté en ce qui concerne l'encastrement des poulies. L'étroitesse de la section mouillée freinait considérablement les bateaux. Sans prendre en compte l'obscurité, on comprend que les chevaux étaient avantageusement remplacés par le funiculaire.

La photo ci-contre (extraite du cahier du musée de la batellerie N° 30) montre, à gauche, le dispositif de tension du câble. Le moteur à vapeur est ce qu'on voit au fond avec ses volants d'inertie. La chaudière, placée dans une autre salle, derrière le mur du fond, fournissait la vapeur.

Vue rapprochée de la machine à vapeur monocylindre. Le vilebrequin est bien visible en avant et le régulateur à boules sur le dessus. A dix douze ans, j'ai vu tout ça à l'abandon, partiellement démonté, sans bien comprendre l'usage ancien. L'espace de cette partie du bâtiment n'a jamais été réutilisé. Si on avait laissé tout en place avec un panneau explicatif... L'endroit est envoûtant, beau but de promenade.
Après l'arrêt de cette machine, la CGTVN a installé ses tracteurs électriques et son bureau dans l'autre bout du local (voir page 7). De là il partait des haut-le-pied de refoulement (voir la page 11 correspondante). Le batiment a été démoli en 2006. Maintenant ce qui refoule et cocotte, c'est l'élevage de poulets à proximité.

Vue extérieure de l'usine en fonctionnement. La chaudière était dans l'aile de gauche. On voit la cheminée et les câbles entrer dans le bâtiment.

Liens sur un article de 1998 concernant l'installation initiale :
Première partie ; Deuxième partie

Système de la Compagnie Générale Electrique

Dérivé du système Lévy, mis au point et réalisé par l'ingénieur Derungs de la CGE, il a été construit en 1915 pendant la première guerre mondiale, sur 5 km, sous la voûte de Foug et ses abords dont les écluses proches, les 13, 14 et 15(3). (Articles de "La Navigation Française" déjà cité et de "La Science et la Vie" N° 58 de septembre 1291 sous la signature de Charles Lordier, doc G. Kiffer). Les premiers essais ont eu lieu au canal de la Marne au Rhin, à Jarville; en 1910. Une installation provisoire a été réalisée en 1912 au souterrain de Mauvages.
Une première image, en amont à Lay-St Rémy, vue du pont de la RN 4. Pour ceux qui connaissent les lieux, on est pas loin d'un large, en amont du pont.

Une série de câbles sans fin de 300 à 500 m de long sont actionnés chacun par une poulie à moteur électrique. Sur les illustrations on peut voir que les moteurs sont groupés 2 par 2, si j'ose dire dos à dos. Là Un relais passif, sans moteur et ici un relais actif avec deux moteurs, un sur chaque section. Ce relais se situe entre la sortie de voûte et la défunte écluse 13. Au XXIème siècle, le bâtiment du transformateur à coté, un par relais actif, était toujours là en 2007 et les maisons du fond aussi.

La même section en contre-champ avec le début du terre-plein de l'écluse 13. Nous n'avons aucun renseignement sur les dispositions spécifiques aux passages des écluses.
L'inconvénient du système est que le bateau doit être amarré au câble par un convoyeur qui met ensuite le moteur en route. L'homme accompagne le bateau pour arrêter le mouvement au prochain changement de section et déplacer manuellement le point d'attache. "On pourrait rendre le halage funiculaire moins dispendieux en trouvant un moyen de faire passer automatiquement le câble amarre d'une section à une autre, ce qui permettrait d'économiser le salaire des convoyeurs." (Ch Lordier). De plus l'usure des câbles était rapide. On peut supposer que leur remplacement n'était pas une mince affaire. M. Imbaux, lui, imagine des perfectionnements qui n'ont jamais été réalisés.

Sur l'image représentant l'amont de l'écluse 13, on voit partir un convoi d'au moins 3 bateaux (il y en a peut-être d'autres sous la voûte) et on imagine la complication de constitution du convoi dans cet espace de seulement 80 m à laquelle on peut quand même ajouter la longueur du sas plein. Après le remplacement de ce système par la traction sur rail, les différents travaux, jumelage et finalement suppression de l'écluse, se sont justifiés par des encombrements mémorables chez les mariniers.

Système Otis-Pifre

Expérimenté en 1920 à St Maurice, ce dispositif était du aussi à l'ingénieur Derungs. Il s'inspire du cheval électrique Denèfle et Galliot (voir page 17) et du monorail Clarke-Gérard.
Le cheval électrique avait dégradé le chemin surtout en raison des efforts tangentiels, en long et en travers, dus à la traction. Le monorail Clarke avait besoin d'une voie coûteuse. Gardant l'appui au sol et en reportant les composantes de l'effort de traction reprise par deux câbles, il s'agissait d'une meilleure solution mécanique, moins coûteuse.

Deux câbles fixes pour le guidage et la reprise de l'effort de traction, un locomoteur funiculaire et le tour est joué. En janvier 1921, soit au plus un an après l'expérimentation, on nous annonce que le système "a bien réussi".
Si cette affirmation optimiste ne semble pas vérifiée par le nombre des installations ultérieures, la description de la machine est néanmoins intéressante.
Elle est étroite (60 cm) pèse moins d'une tonne et on espérait l'alléger encore. Elle tire un bateau, et même peut-être deux, à 3 km/h.
Le "balancier" n'assure pas seulement le guidage sur le câble dit secondaire. C'est là que le tirage du bateau est fixé. La composante transversale de l'effort n'est pas transmise au chassis mais est absorbée par ce câble.
La composante longitudinale est absorbée par le câble primaire sur lequel agit le dispositif moteur.
Quant au câble de trolley, il gagnerait à être placé hors de portée des promeneurs. Rien ne montre ce trolley qui devait utiliser deux fils.
Pendant les essais et sur le papier ce système s'est montré plein de qualités. Mais après, plus de nouvelles.

Système Chêneau

Pour ce que j'en sais, ça commence par une sorte de gag.
Le dessin ci-contre est inclus dans la description de brevet délivré le 10 juin 1922 à M Louis-Joseph-Jean-Baptiste Chêneau.(4)
L'engin est destiné, mais pas exclusivement, au halage des bateaux. Le moteur actionnant l'hélice est électrique et l'arrivée du courant est prévue par les deux câbles assurant aussi le roulement et l'équilibre du couple de rotation de l'hélice. Celle-ci est "tractive ou propulsive" et du coup ça marche dans les deux sens. (Si le tirage ne se prend pas dans l'hélice.)
On peut se demander quelles dimensions doit avoir cette hélice pour être capable de décoller une péniche de 250 t. En supposant qu'elle le puisse, les effets du vent produit déchainerait-ils une tempête sur le canal ou seulement la projection des graviers du chemin de halage ? Quant au bruit et à la sécurité...
Aucune réalisation, même de prototype, n'a laissé de trace.

Expérimentation

Ci-dessus, fermé et dessous, ouvert, à St Maurice (encore), les essais de l'autotracteur Chêneau. (Même article sous la signature de Ed. Imbeaux, Ingénieur en Chef des Ponts et Chaussées dans la revue "La Nature" du 15 janvier 1921. Doc G. Kiffer)

Le truc qui n'allait pas, c'était l'hélice. Le principe de l'autotracteur sur câble a été repris, les 25 ans passés depuis le système Lamb, et l'expérience du système Clarke en remplaçant la poutre par un câble, mis à profit.
Le diamètre du câble est 22,8 mm, résistance à la rupture 30 t, moteur de 10 CV, l'ensemble pesant 600 kg. Les roues verticales supportent la machine et la traction est assurée par des roues horizontales opposées 2 à 2. La force de serrage de ces roues est fournie par l'attache du câble de remorque. Il y a adhérence proportionnelle, principe déjà vu. Les surépaisseurs éventuelles (point d'attache) sont franchies aisément sans que cette force ait à varier.
Selon un article de "La Science et la Vie" (Charles Lordier, N°58, septembre 1921 (Doc G. Kiffer), la conduite de l'autotracteur est faite par le marinier depuis son bateau, par l'intermédiaire de la remorque de tirage. Il lui suffit de tendre pour démarrer et de donner du mou pour stopper. Ce principe permet des économies de personnel. Mais il est possible de le commander à l'aide d'un câble en marchant à coté. Un homme affecté à cette fonction est alors nécessaire. Ce que l'article ne dit pas, c'est la préférence des mariniers pour l'une ou l'autre méthode.

De la cour de l'atelier, au bord du canal. Le marinier est à l'avant pour veiller à la tension du tirage et relacher pour stopper. A t-il une possibilité de modifier la vitesse du tracteur ? Tous ont-ils maitrisé l'appareil ?

Première réalisation

En 1924/25 Un ensemble de ces appareils fut installé, pour un fonctionnement en vraie grandeur, sur un trajet de l'ordre de 1,7 km (les extrémités sont mal définies), à Liverdun sur le canal de la Marne-au-Rhin, où une succession de points singuliers(5) posaient des problèmes à la traction chevaline.
Les cinq images sont aussi page 15. J'ai eu peur que les liverdunois m'en veuillent de les y supprimer. Celle-ci indique qu'il y avait deux sections et que les bateaux devaient changer de tracteur dans cette zone. Le large est un port, placé entre voûte et pont-canal, constituant une zone d'attente éventuelle entre deux alternats.

Un câble d'alimentation électrique avec trolley double le porteur servant aussi de retour de courant.
La conduite de l'autotracteur est faite par le marinier comme à St Maurice. Il est fort probable que la conduite par un accompagnateur habitué à l'engin soit restée possible à Liverdun et ait peut-être bien été préférée par les mariniers ou les exploitants de l'installation.
Les raisons de la disparition assez rapide de cette installation sont inconnues. A peine trouve t-on (ailleurs) une allusion à l'usure rapide du câble porteur. Et le problème de la conduite par les mariniers n'était-il pas une cause possible ? Une personne à l'avant pour la conduite du chariot, une autre à la barre. Tout l'équipage habituel est occupé

Réalisations ultérieures durables

Dès 1926, ce système était perfectionné par remplacement du câble porteur par un rail aérien, tubulaire semble t-il. Il fut utilisé particulièrement pour les entrées et sorties d'écluses jumelées. Parmi les premières réalisations l'écluse de Varangéville a été équipée. Pourquoi chercher loin ?

Illustration de "La Navigation Fluviale Française " en 1926 (Doc G. Kiffer)
Deux sorties d'écluse de Varangéville. Le bateau de droite, dont je n'ai pas pu lire la devise, est remorqué par l'avant. Plus pour longtemps. Le Solvay 21, à gauche, sort de l'écluse et l'est par l'arrière. C'est toujours 30 m de gagnés en bout de course du chariot.

A l'entrée le remorquage par l'arrière avait une autre raison. Le schéma ci-contre, tiré du même article, permet de l'expliquer.
A gauche, bateau remorqué par l'avant. Le nez étant guidé par l'estacade se déplace forcément vers l'axe du sas. L'arrière suit et le bateau se met en travers. Le marinier n'a d'autre ressource que de se servir de la gaffe pour remettre le tout en ligne. De son point de vue, c'est pénible, du point de vue de l'autorité chargée de l'exploitation du canal c'est une perte de temps. Il faut dire qu'en ce temps là, il y avait du monde sur l'eau des canaux et qu'on se souçiait du nombre de tonnes passant chaque jour.
A droite, le bateau remorqué par l'arrière. Le nez se place de la même façon, mais l'arrière tiré vers l'axe du sas par le câble de tirage en biais permet au bateau de se déplacer en crabe et de rester parallèle à l'axe de l'écluse.
Varangéville fut la première en France, et la seule dans l'est à être équipée malgré l'existence de trois autres écluses jumelles à suivre en direction de Nancy, puis l'ensemble (ou presque) de l'axe Seine-Nord a été ainsi équipé. La région fut ainsi le berceau du système Chêneau qui doit pourtant sa notorièté au réseau nord. Ce système surnommé "zinzin" par les mariniers a fonctionné tant que le parc de batellerie n'a pas été entièrement motorisé, soit pas loin de 50 ans.
Le gag du brevet du tracteur à hélice était oublié.

Au fait, un autotracteur, comment ça marche ?

Voilà le dessin de l'article déjà mentionné. Le détail du mécanisme de traction est seul réprésenté, la partie moteur et ce qui est électrique ne l'est pas.
L'intérêt du dispositif réside dans le fait que la transmission de l'effort de tirage se reporte sur les galets entraineurs par un "levier" hydraulique à huile. Le principe est le même que celui des freins de voiture avant qu'ils soient assistés. (après aussi, mais c'est plus complexe) Après 1930, on vendait encore des voitures équipées de freins à câbles. (201 Peugeot, pour parler de mon expérience personnelle des années 40)

Le mécanisme est vu de dessus, l'étrier est positionné vers la droite ou la gauche selon le sens de marche. En l'absence de bateau il pend, comme on peut le voir ci-contre à Longueil-Annel sur l'Oise. (CPSM. Doc G. Kiffer) Les bateaux qu'on voit sont tous motorisés et le zinzin s'ennuie.

La marche des tracteurs est commandée par l'éclusier depuis la cabine centrale avec les sécurités nécessaires. Arrêt automatique en fin de rail par exemple. L'article précise même qu'il lui est impossible de se tromper de sens de marche car le levier de commande doit être placé dans la direction du déplacement souhaité. N'est-ce pas un peu présumer de la compétence des éclusiers ?

Ce dispositif, utilisé aux écluses à fort trafic, comme le souligne cette publicité parue en 1926, (photo Varangéville) l'a été au moins une fois ailleurs sur une plus grande distance.

Voûte de Braye en Laonnois.

La même chose vue du pont. Cette photo (Doc Guy Matignon) est déja montrée en page 17 à propos des tracteurs sur rail.
On y voit un autotracteur Chêneau, pour le moment inoccupé, à coté de deux tracteurs sur rail. Le monorail passe sous la voûte, là où les tracteurs au sol ne passent pas. L'alimentation électrique des deux étant du 600 v continu, la source d'énergie est commune. Les tracteurs sur rail étaient conduits par un homme à bord, les autotracteurs aériens étaient conduits par un homme aussi qui marchait à coté. Sous la voûte une fois le dispositif lancé, il s'abritait quelquefois des ruissellements de la maçonnerie en embarquant sur le premier bateau. (cf : cahier 74 du musée de la batellerie de Conflans Ste Honorine. Item "Halage mécanique" du menu)

Le passage est à voie unique et nécessite l'organisation en rames. Y a t-il un seul autotracteur assez puissant pour tirer toute la rame (donc pas le même qu'aux écluses) ou un par bateau (éventuellement deux) marchant à la suite ? La conduite des autotracteurs est-elle centralisée, comme aux écluses ? L'ensemble n'était pas visible depuis un point unique et la technique de l'époque ne permettait pas une commande individualisée des tracteurs sur la même ligne électrique. (maintenant on sait bien faire ça en modélisme) Il se pose alors le problème de la synchronisation des vitesses pour qu'aucun ne rattrape le précedent dans le souterrain.

Sinon, il est possible que chaque autotracteur soit commandé par un homme le suivant sur le marche-pied de la voûte ou depuis un bateau. Dans aucune des descriptions précédentes, il n'est question de commande à vitesse variable sur le tracteur lui-même. Alors ? Et pourtant ça tournait.
Nb : Il s'agit du canal de l'Oise à l'Aisne, moins fréquenté que la liaison Seine-Nord et on croit deviner que le marche-pied est sur pilotis ce qui diminuerait la résistance à l'avancement.

La photo ci-contre, récente, prélevée sur un forum néerlandais, un vrai trésor, consacré à la navigation et déjà utilisé sur ce site, montre un de ces autotracteur entreposé dans un hangar de VNF en espérant un mécène qui le mette dans un musée et le remette dans un état présentable.

Voûte Lafayette

A Paris, sous cette appellation trompeuse, à l'extrémité nord de la rue éponyme, métro Jaurès, se trouve un pont plus large que la moyenne, ce qui en fait une galerie, quoi que différente de celles de l'autre bout de la rue.
Elle se situe sur le canal St Martin. Longueur actuelle 102,50 m. Ici l'entrée sud au début du XXème siècle. (Doc Pascal Pontremoli)

A la sortie coté bassin de La Villette, l'écluse basse, vue ici en décembre 2010, le matin de la nuit où la neige paralysait toute l'Ile de France(6). (Photo Nico)
Compte tenu de la configruation des lieux, la difficulté pour faire entrer ou sortir les bateaux tractionnés de l'écluse est bien mise en évidence. Pour en savoir plus cliquer sur une des images.
Aujourd'hui, la question ne se pose plus.

Et maintenant

"Quaaand ooon s'proo-mène au bord de l'eau", comme dit la chanson (par le futur "Baron de l'Ecluse" dans "la Belle Equipe").

Sur les bords de la Marne, évidemment, à Lagny, le déplacement, très limité, des bateaux d'un port sablier est assuré par un treuil fixe. (Photos Guy Matignon) Les bateaux sont le nez au courant et pour descendre le treuil se contente de donner du mou.
C'est quand même plus sommaire que ce qu'on a vu plus haut.

Plan incliné de Ronquières.

En Belgique sur le canal Bruxelles-Charleroi à grand gabarit, un ouvrage semble avoir été fait rien que pour figurer sur ce site. En effet, il concerne la navigation fluviale, les bateaux qui y naviguent sont tractionnés à l'aide d'un câble (en fait, plusieurs) et des wagons transportent le tout (avec quelques mètres cubes d'eau pour faciliter le chargement), le câble de traction étant fixé directement sur le wagon. On est en plein dans l'application de l'invention de M. Chêneau citée dans la note 4 en bas de page.
La voie ferrée mesure 1 432 m (de longueur, pour l'écartement voir sur place) et a une pente de 4,75% (dénivelé de 68 m) ce qui est en effet une forte pente pour un site ferroviaire, justifiant une traction funiculaire. (Le plan incliné d'Arzviller sur le canal de la Marne au Rhin fait mieux mais sur une plus courte distance et le bac étant disposé en travers on ne peut plus s'amuser à le comparer à un train).)

(Photos Bouchard du Kairos)
Plus de renseignements sur l'ouvrage, tout à fait sérieusement : ici ou : là .