FREIN WESTINGHOUSE

La mise au point, en 1869, d’un système de freinage à air comprimé par l’ingénieur américain George Westinghouse (1846-1914) a représenté une étape décisive dans la sécurité ferroviaire. Auparavant, le freinage des convois de chemin de fer se faisait généralement par l’intermédiaire de gardes-freins (ou serre-freins), c’est-à-dire d’agents postés sur un ou plusieurs wagons et qui, au coup de sifflet du conducteur, étaient chargés d’actionner manuellement les freins de chaque wagon en tournant un volant spécialement affecté à cet usage. Face à l’augmentation des charges transportées, des vitesses et du trafic, ce système de freinage, non synchronisé et long à mettre en œuvre, s’est vite révélé inadapté, entraînant des accidents, voire des catastrophes.

Depuis le début de la traction par locomotive et les premiers trains de voyageurs, l’efficacité du freinage préoccupe toutes les compagnies. Plusieurs systèmes ont été imaginés, faisant appel à la vapeur ou à l’air comprimé, mais tous fondés sur le principe d’une commande unique (frein dit « continu ») actionnée par le mécanicien, ou exceptionnellement par les voyageurs au moyen du signal d’alarme, pour freiner l’ensemble du convoi.

L’invention de George Westinghouse se fonde sur l’usage de l’air comprimé, comme plusieurs systèmes concurrents mis au point dans les années 1880 en Europe, lorsque les compagnies de chemin de fer tentent d’uniformiser les systèmes de freinage des convois de voyageurs. Mais elle repose sur le principe de réservoirs d’air comprimé présents sur chaque wagon et l’invention de la « triple valve ». L’air comprimé, produit à la pression de 5 bars par la machine à vapeur de la locomotive, est acheminé d’un bout à l’autre du convoi par une conduite générale, qui alimente les réservoirs auxiliaires de chaque wagon. Lorsque le train est en marche, les sabots sont maintenus dégagés par la pression de l’air comprimé présent dans les réservoirs. Quand le conducteur actionne la commande de frein, il fait chuter la pression d’air comprimé dans la conduite générale, ce qui agit sur la triple valve de chaque wagon ; celle-ci fait communiquer les réservoirs auxiliaires avec les pistons de serrage des sabots. L’air comprimé des réservoirs pousse alors les pistons qui vont serrer les sabots et freiner le convoi sur toute sa longueur. L’originalité du frein Westinghouse réside à la fois dans l’usage indirect de l’air comprimé et dans la mise au point de la triple valve, ainsi appelée car elle met en communication, selon les circonstances, la conduite générale, le réservoir auxiliaire et le cylindre de frein. Ce système permet ainsi de freiner l’ensemble des wagons, d’une manière modulable, et présente l’énorme avantage d’arrêter le convoi en cas de rupture de la conduite principale, de dysfonctionnement de certaines parties du dispositif ou d’actionnement du signal d’alarme.

Cette sécurité active va faire le succès du frein Westinghouse, d’abord aux États-Unis où les trains sont particulièrement longs – ce mode de freinage est rendu obligatoire sur l'ensemble des chemins de fer américains par une loi de 1893 –, puis dans les différents pays d’Europe, où le système sera généralisé entre les deux guerres. Si le principe du frein pneumatique Westinghouse est toujours en usage aujourd’hui sur la plupart des réseaux, son efficacité en a été grandement améliorée, d’abord par la mise au point de la triple valve à action rapide, qui permet d’augmenter la vitesse de propagation de l’air sur toute la longueur du convoi puis, dans les années 1950, par de nouveaux distributeurs, plus sensibles et provoquant moins de freinages intempestifs.

— Bruno JACOMY