Histoire des chemins de fer
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Le chemin de fer mécanisé, tel que nous le connaissons encore aujourd'hui, a pris naissance en Angleterre dans les années 1820 et est resté en pratique le mode de transport terrestre dominant pendant près d'un siècle, avant d'être supplanté, depuis la fin de la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La...) Guerre mondiale, par le transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.) routier automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée...). Cependant, le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par...) ferroviaire a une longue histoire, qui commence bien avant la découverte de la machine à vapeur (La machine à vapeur est une invention,dont les évolutions les plus significatives datent du XVIIIe siècle. C'est un moteur thermique à combustion externe, il...), avec des systèmes à traction humaine ou animale, et avant la mise au point (Graphie) des rails en acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier) et de la construction...) avec des rails creusés dans la pierre ou faits de bois.

Les premiers chemins de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou d'alliages. Le fer...)

L'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de voies constituées de rails de bois sur lesquels circulaient des chariots hippomobiles, est apparu en France dans les années 1544, puis s'est répandu en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du...). Au début du XVIIIe siècle, on commença à employer le fer pour les roues (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) comme pour les rails, et ces systèmes prirent le nom de tramways. Typiquement, les roues étaient guidées dans des ornières revétues de plaques métalliques. Vers la fin du XVIIIe siècle, un ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre de produits, de...) anglais, William Jessop conçut les rails à ornière destinés aux roues à boudin, pour un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) à Loughborough (Leicestershire), en 1789. En 1802, Jessop ouvrit le Surrey Iron Railway dans le sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par...), qui semble bien avoir été, bien qu'il fût à traction hippomobile (Transport > animaux de trait > l), le premier chemin de fer (Le chemin de fer est un système de transport guidé servant au transport de personnes et de marchandises. Il se compose d'une infrastructure spécialisée,...) public du monde (Le mot monde peut désigner :).

James Watt (Le watt (symbole W) est une unité dérivée du système international pour la puissance. Un watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel une...), inventeur et ingénieur en mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission,...) écossais, apporta en 1769 à la machine à vapeur () les améliorations qui permirent d'en généraliser l'usage et encouragèrent d'autres expériences.

Arrivée de la vapeur

C'est un ingénieur anglais, Richard Trevithick (Richard Trevithick, (13 avril 1771 - 22 avril 1833) est né à Camborne dans la région minière des Cornouailles d’un père ingénieur. Il a pour voisin William Murdoch, le pionnier des wagons à vapeur. Ses expériences sur la vapeur...), qui construisit la première locomotive à vapeur (Les premières locomotives (au XIXe siècle) étaient propulsées par une machine à vapeur, ce qui leur a valu le nom de locomotives à vapeur. Ce...) en 1804. Sa locomotive (Une locomotive est un engin moteur, c'est-à-dire se déplaçant par ses propres moyens, utilisé par le transport ferroviaire pour fournir l'énergie de traction à un train. Le plus souvent, la locomotive...), qui n'eut pas de nom de baptême, fut utilisée dans l'usine sidérurgique de Pennydarren au Pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus souvent sous...) de Galles. Ce fut un échec sur le plan économique, car sa machine était trop lourde pour la voie, et resta en panne. Malgré son génie inventif, Richard Trevithick finit sa vie (La vie est le nom donné :) dans la pauvreté des, et son œuvre resta largement méconnue.

En 1812, un ingénieur et inventeur américain, Oliver Evans, publia sa vision du développement du chemin de fer à vapeur, avec un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud...) de lignes à longue distance, desservi par des locomotives rapides, reliant les villes entre elles et réduisant sensiblement les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de parcours tant pour les voyageurs (Les Voyageurs est un épisode de la série télévisée Stargate Atlantis. C'est le cinquième épisode de la saison 4 et le 65e épisode de la série.) que pour les marchandises. Evans précisa que des voies parallèles devaient être prévues pour permettre la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des trains dans les deux sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution...).

En 1813, George Stephenson (Fils d'ouvrier, l'anglais George Stephenson (né près de Newcastle-upon-Tyne en 1781-mort à Chesterfield en 1848 et enterré au sein de l'Abbaye de...) persuada le directeur de la houillère dans laquelle il travaillait de le laisser construire une machine à vapeur. Il construisit la Blucher, la première locomotive à roues adhérentes. Les boudins des roues permettaient de faire rouler les trains sur le sommet des rails, et non plus dans des rails creux. Cela simplifia grandement la conception des aiguillages, et ouvrit la voie au chemin de fer moderne.

La compagnie du chemin de fer Stockton and Darlington ouvrit sa première ligne le 27 septembre 1825. Stephenson conduisait lui-même sa machine, la Locomotion, le spectacle attira une grande foule de spectateurs.

La locomotive à vapeur fut inventée au tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) début de la révolution industrielle, et le chemin de fer devint un rouage essentiel de l'industrialisation, qui nécessitait le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture...) rapide des marchandises et de la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est...) d'œuvre. Au début, il était en concurrence avec le transport fluvial (Le transport fluvial est le transport sur les voies navigables, qu'elles soient des cours d'eau navigables, éventuellement aménagés ou des canaux artificiels.), mais rapidement le chemin de fer s'imposa 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 étaient impraticables.

La traction électrique révolutionne les transports urbains

Avant le développement du train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons...) électrique, la plupart des transports terrestres, à part les chemins de fer, étaient assurés essentiellement par des véhicules hippomobiles. L'utilisation de la voie ferrée (Une voie ferrée est un chemin de roulement pour les convois ferroviaires, constitué d'une ou plusieurs files de rails dont l'écartement est maintenu par une fixation sur des traverses, reposant sur du ballast. Une voie en impasse se termine...) avait permis à un cheval (Le cheval (Equus ferus caballus ou equus caballus) est un grand mammifère herbivore et ongulé appartenant à l'une des sept espèces de la famille des équidés. Il a évolué au cours des...) de déplacer deux fois plus de personnes, donnant ainsi naissance aux chemins de fer urbains. En janvier 1888, la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent...) de Richmond (Virginie) servit 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 (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique...) permit l'extension des chemins de fer souterrains. De grandes villes comme Moisac, Castelsarrasin et Montauban se dotèrent d'un système de métro (Un métro, apocope du terme métropolitain lui-même abréviation de chemin de fer métropolitain, est un chemin de fer urbain souterrain le plus souvent, sur viaduc quelquefois, au sol rarement.). Quand la traction électrique devint plus pratique, la plupart des chemins de fer urbains furent électrifiés, et prirent notamment le nom de " tramways ".

Dans de nombreux pays, ces chemins de fer urbains électriques se développèrent au-delà des zones urbaines pour relier d'autres agglomérations. Aux États-Unis, des réseaux de chemins de fer appelés Electric Interurban relièrent la plupart des agglomérations dans les États de l'Illinois, de l'Indiana, de l'Ohio, de Pennsylvanie et de New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville...). Dans la Californie du sud, le Pacific Electric Railway desservit la plupart des villes dans les comtés de Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique. Les Américains l'appellent souvent par son diminutif L.A. prononcé « él ey ». Cette ville est le...) et d'Orange. Il y eut des réseaux similaires en Europe, dont l'un des plus notables est celui qui relia 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 électrique en ligne

Le succès de l'électrification urbaine pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.) de nombreuses compagnies à essayer de l'appliquer sur les grandes lignes. Le problème à résoudre est le transport de l'électricité. L'Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni. Elle est de loin la plus peuplée, avec 50 763 000 habitants (en 2006), qui...) copie les systèmes urbains sans le transformer, avec prise de courant sur troisième rail (Le troisième rail est une technique d'alimentation en énergie électrique d'un système de transport ferroviaire, utilisé en particulier dans les réseaux de métro ou de trains de banlieue.) et faible tension (La tension est une force d'extension.). (750 V) Pour d'autres, il faut utiliser le courant continu (Le courant continu est un courant électrique indépendant du temps ou, par extension, un courant périodique dont la composante continue est d'importance primordiale) à haute tension afin d'éviter les pertes en ligne. Il est choisi en France et Pays-Bas le 1500 V, en Belgique et en Italie, le 3000 V. Le courant alternatif (Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA, ou AC, pour Alternating Current en anglais, étant cependant souvent utilisé) est un courant électrique qui change de sens.) est plus facile à tranporter, mais est mal adapté aux moteurs électriques exitants alors. L'Allemagne, l'Autriche, la Suisse... optent pour le 15000 V monophasé fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on...) 16 Hz 2/3 Des essais en triphasé (Le triphasé est un système de trois tensions sinusoïdales de même fréquence qui sont déphasées entre elles (de 120 ° ou ?π radians dans le cas idéal). Si la fréquence est de 50 Hz par exemple, alors les trois phases...) sont faits, mais nécessitent un équipement de taille, avec plusieurs lignes de caténaires. La région du Piémont en Italie a électrifié des lignes, mais les a par la suite converties au continu. Les états choisissent un courant utilisé dans toutes les compagnies de leur pays, mais différent de celui des voisins. En cette période troublée, on souhaite que l'ennemi potentiel ne puisse faire circuler ses trains en cas d'invasion. Finalement, après 1945, des essais en France démontrent le potentiel du 25 000 V monophasé 50 Hz (courant industriel). La France l'adopte pour continuer son électrification, et le généralise sur les lignes nouvelles. Les pays qui n'avaient pas encore commencé à électrifier l'utilisent. Aujourd'hui, l'électronique au service des moteurs électriques permet d'utiliser directement ce courant, sans le transformer.

Traction diesel

Les locomotives diesel modernes sont des locomotives électriques équipées d'un générateur électrique (Les générateurs électriques sont des dispositifs permettant de produire de l'énergie électrique à partir d'une autre forme d'énergie. Par opposition, un appareil qui consomme de l'énergie électrique s'appelle...) mû par un moteur diesel (Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897, le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé mais spontané, par...). Les premières locomotives diesel étaient des machines de faible puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :), 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 se sont imposées dans de nombreuses régions du monde et particulièrement aux États-Unis.

Au cours du XXe siècle, aux États-Unis, les modes routier et aérien ont pratiquement éliminé le rail (Un rail (ou lisse en québécois) est une barre d’acier profilée. Deux files parallèles de rails mis bout à bout forment une voie ferrée. Ils...) 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 (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface totale terrestre ou 29,4 % des terres émergées) et le plus...), la place du chemin de fer dans les transports de voyageurs reste importante.

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