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RÉSUMÉ
Actuellement, seuls deux principes électriques de motorisation en système ferroviaire sont rencontrés à travers le monde : les circuits inducteurs sur mobiles et les circuits inducteurs sur la voie. Cet article évoque les applications appelées Maglev couvrant les deux principaux systèmes dits à attraction ou à répulsion. Ces systèmes font tous appel, sur voie obligatoirement ferrée magnétiquement, aux deux principaux types de motorisation linéaire, synchrone ou asynchrone. Les applications commerciales à faible vitesse, pour les dessertes courtes à nombreux arrêts et fortes fréquences, sont différenciées de celles à grande vitesse et à grande distance entre arrêts. Pour finir, sont évoqués les prototypes spéciaux et les recherches en cours.
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Yves MACHEFERT-TASSIN : Directeur honoraire des Études et recherches traction du groupe Schneider - Conseil ferroviaire du Tunnel sous la Manche et Eurotunnel - Professeur honoraire « Traction électrique » à l'École spéciale des travaux publics (ESTP)
INTRODUCTION
Il existe déjà, et depuis longtemps, comme nous le verrons dans l'historique des applications ferroviaires des moteurs linéaires, une abondante littérature sur les principes utilisés et leurs applications en recherche, développement, et essais réalisés.
C'est pourquoi nous ne reviendrons pas en détail sur les principes et les calculs, fort bien exposés dans le dossier [D 3 700] « Moteurs électriques à mouvement linéaire et composé », sauf évidemment, si l'application réalisée avec succès fait appel à des dispositions particulièrement nouvelles ou à des combinaisons de fonctions, autres que la traction et le freinage, ce qui est le cas le plus fréquent des systèmes guidés à sustentation magnétique notamment. Ces systèmes dépendent cependant de « rails » guides ou porteurs, et souvent de roues, quand les éléments de soutien magnétique ne sont pas en action, et parfois même alors que les parties motrices linéaires le sont. C'est ce qui explique que nous évoquons donc aussi les applications appelées « Maglev » (Magnetic Levitation ) qui couvrent les deux principaux systèmes dits à attraction (« Transrapid » d'origine allemande ) ou à répulsion (« Maglev » japonais actuels ). Ces systèmes font tous appel, sur voie obligatoirement ferrée magnétiquement, aux deux principaux types de motorisation linéaire, synchrone ou asynchrone.
Après le rappel des choix réalisés, de moteurs, ainsi que de leur alimentation soit venant des mobiles, soit fixés à la voie, ou combinant parfois les deux, les applications commerciales nous permettront de différencier celles à faible vitesse, pour les dessertes courtes à nombreux arrêts et fortes fréquences, de celles à grande vitesse à grande distance entre arrêts. Pour finir, nous évoquons enfin les prototypes spéciaux et les recherches toujours en cours, ou restant… en attente d'évolution.
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Applications actuelles en transports guidés
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4. Utilisation des moteurs linéaires en freins à grande vitesse sur rails
Les moteurs asynchrones linéaires à grande vitesse et double inducteur sur plaque médiane d'aluminium vont disparaître après 1980, supplantés par ceux à inducteur simple et induit composite en plaque aluminium ou cuivre conservant une partie magnétique support en acier montés à plat entre des rails de voie ferrée normale. Les essais sur rails induits eux-mêmes de 1967 à 1974 vont surtout concerner des freins linéaires purs sur rails, pour les futures grandes vitesses (figure 10). Juste auparavant, signalons pour mémoire, que des prototypes à double inducteur ont été réalisés après et en dehors de l'Amérique, en vue d'applications à vitesses beaucoup plus réduites, et sur liaisons à courte distance. Par contre, restant dans le domaine des grandes vitesses, et sans corrélation directe avec les modèles de Pueblo, une double descendance linéaire a eu lieu avec des inducteurs simples :
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soit en Allemagne, pour la période allant jusqu'aux années 1980 avec le système à sustentation et guidage électromagnétique à attraction, dit Transrapid , et jusqu'aux modèles TR02 à TR06, essayés de 1972 à 1983 sur diverses pistes ;
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soit en dérivés des moteurs freins linéaires sur rails ayant fait l'objet de la meilleure adaptation possible aux véhicules à grande vitesse alors en cours de développement en France, et timidement essayés au Japon mais sans suite immédiate, et cela de 1967 à 1974.
En France, pour la période mentionnée : 1970-72, il ne s'agissait encore que de développement expérimental, sur banc d'essai rotatif, puis surtout sur un bogie de l'ex-autorail X2051 Budd SNCF démotorisé, équipé d'un ensemble de deux freins linéaires sur rails, alimentés par batterie réglable et accéléré (jusqu'à 295 km/h) par une des deux locomotives BB 9291 et 92 capables en essais de telles vitesses sous 1 500 V. Les essais furent suffisamment encourageants pour reprendre la formule, améliorée, sur les bogies moteurs cette fois, et devant servir de base aux premiers TGV électriques, ainsi pourvus pour le freinage électrodynamique de « patins » sans contact, à entrefers de 7 mm sur rails, et alimentés par les moteurs en générateurs de freinage, indépendamment de la tension caténaire. Cela était donc l'usage en courants de Foucault des...
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Utilisation des moteurs linéaires en freins à grande vitesse sur rails
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
BOUCHEROT (P.) - Bulletin de la Société Internationale des Électriciens. - Vol. 8, p. 731 (1908).
A wound rotor motor 1400 feet long. - Westinghouse Engineer. Electropult, no 6 (1946).
SHTURMAN - Moteur d'induction à circuit magnétique ouvert. - Elecktrichestvo, no 10, p. 43 (1946).
SHTURMAN, ARANOV - Effets d'extrémités dans les moteurs d'induction à circuit magnétique ouvert. - Elecktrichestvo, no 2, p. 54 (1947).
BARWELL - Some speculations on the future of railway mechanical engineering. - Proc I. Mechanical E, vol. 176, n o 3, p. 61-82/88-91 (1962).
LAITHWAITE (E.) - Linear induction motor Proceedings IEE. - Déc. 1957.
ALBOULL - Les moteurs asynchrones linéaires. - L'Électricien, janv. 1965.
EBELT - Le moteur linéaire dans ses emplois pour les engins moteurs électriques. - Deutsche Eisenbahntechnik, fév. 1966.
LAITHWAITE (E.) - Linear induction motor for high-speed railways. - Barwell. Electronics and Power, vol. X, avr. 1964.
WIART (A.) - Bases théoriques et applications des moteurs linéaires. - Revue Jeumont-Schneider, no 8 (1970).
MACHEFERT-TASSIN (Y.) - Le moteur linéaire. Applications du moteur linéaire dans les transports. - Revue Générale de l'Électricité, T. 80, n o 2. (voir aussi conférences de Grenoble...
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