Chaînes de traction
Traction électrique ferroviaire - Perspectives d’évolution

À partir de l’énergie embarquée ou distribuée, la chaîne de traction adapte le couple moteur nécessaire aux essieux. Deux catégories se distinguent :

• chaîne de traction électrique où les essieux sont entraînés par un moteur électrique ;

• chaîne de traction mécanique ou hydrodynamique.

La première catégorie est, de loin, la plus répandue car elle concerne les deux sources d’énergie : embarquée et distribuée. La seconde est réservée aux matériels de petite et moyenne puissance tels que les automotrices.

Un siècle de développement ferroviaire a reposé sur l’emploi du moteur à courant continu à collecteur à excitation série, la contrepartie étant d’adapter l’alimentation électrique grâce à des tensions moyennes (600 à 3 000 V). L’appareillage permettant le réglage de cette tension (rhéostat de démarrage) est complexe, lourd et de faible rendement dû aux pertes par effet Joule. Ces tensions engendrent par ailleurs des pertes en ligne importantes provoquées par les forts courants appelés.

C’est la raison pour laquelle la Suisse et les pays germaniques ont opté pour la distribution sous tension alternative élevée (15 kV) alimentant, par l’intermédiaire d’un transformateur à prises multiples (graduateur), les moteurs à collecteur dits « directs » sous fréquence dite « spéciale » :

Le progrès majeur apparaît, dans les années 1950, avec le développement des redresseurs de courant permettant le passage du courant alternatif au courant continu : redresseur à vapeur de mercure, puis redresseur semi-conducteur (diode au silicium). Ainsi, l’alimentation peut-elle s’effectuer sous tension alternative encore plus élevée, 25 kV-50 Hz, tout en conservant le moteur à courant continu à collecteur.

Justement ce fameux moteur présente, par son collecteur, divers handicaps : coût de fabrication très élevé, fréquent courts-circuits entre lames, et des exigences de maintenance (reprofilage fréquent) qu’il impose : élevées.

La deuxième étape de l’évolution...