Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Le système ferroviaire est vieux de plus de deux siècles, mais il a subi d'importantes évolutions technologiques. Aujourd'hui, chacune de ses composantes utilise de l'électricité, à travers des technologies électrotechniques et électroniques. Cet article détaille les composantes du systèmes ferroviaire par rapport à leur usage de l'électricité : infrastructure, matériel roulant, énergie, sécurité et signalisation. Puis les modes de traction, électrique et autonome, sont présentés.
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Pierre CHAPAS : Senior Expert (honoraire) - ALSTOM Transport
INTRODUCTION
Le transport ferroviaire participe à la vie économique et industrielle depuis près de deux siècles (encadré A) dans la plupart des pays (cf. tableau 6, page 14). Après avoir été le seul moyen de transport terrestre de masse pendant près d’un siècle, sa physionomie évolue très profondément. L’électricité a été et est toujours l’un des arguments majeurs de ce développement par les atouts déterminants qu’elle procure au chemin de fer :
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en termes de rendement énergétique, il se classe au tout premier rang de par sa conception même : l’énergie de frottement au contact roue rail est le plus faible et la traction électrique renforce encore ce bilan ;
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par rapport à l’environnement, il respecte – grâce à l’emploi de l’énergie électrique – une parfaite intégration, que ce soit en site urbain ou sur ligne à grande distance.
Il est intéressant, dans ce cadre, d’analyser les principales composantes – ou vecteurs – de ce qu’il faut appeler le « système ferroviaire ». Cette approche est tout à fait transposable à tout autre système de transport : aérien, maritime ou routier.
Chacune de ses composantes utilise les applications de l’électricité ; c’est l’analyse que se propose le présent article, après avoir donné quelques repères historiques.
Parallèlement, tous les aspects du chemin de fer bénéficient de l’électricité : la climatisation des voitures, la signalisation lumineuse, la motorisation des aiguillages, etc.
L’évolution des transports est telle que la concurrence s’exerce à tous les niveaux. Dans ce cadre les atouts et les handicaps de chacun sont déterminants. Après une situation de monopole pour le transport des passagers comme celui du fret, jusque dans les années 1960, le chemin de fer se place dans les créneaux correspondant à ses points forts :
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la grande vitesse s’est développée en Europe, aux États‐Unis et est à l’état de projets en Asie et en Australie ;
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les transports urbains sous la forme de métros, réseaux suburbains, tramways, permettent la décongestion des villes et l’atténuation de la saturation des infrastructures et des pollutions atmosphériques engendrées par l’automobile ;
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le transport du fret entre dans la complémentarité des systèmes de transport et évite les risques subis par les transports routiers, en termes de saturation, de sécurité et de pollution.
Ces trois axes majeurs font appel aux technologies électrotechniques et électroniques ; en effet, les impératifs de rentabilité mettent en jeu les aspects énergétiques et de développement durable.
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Conclusion
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8. Sécurité et signalisation
L’exploitation ferroviaire doit être assurée en « sécurité ». Pour ce faire, elle s’appuie sur un ensemble de dispositifs et de procédures auxquels les « acteurs » de l’exploitation obéissent.
Les dispositifs sont réunis sous le vocable « signalisation » comprenant :
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les installations au sol :
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signaux,
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circuits de voie,
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postes d’aiguillages ;
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les installations embarquées à bord des engins de traction :
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dispositifs de captage,
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contrôle de vitesse,
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traitement des signaux.
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Que la conduite des trains soit assurée manuellement ou automatiquement, l’homme reste à la base de la sécurité. Il est de plus en plus assisté par des moyens automatiques pour sécuriser sa réponse et son action, ce qui constitue les interfaces homme – machine (IHM). La radio sol – train complète les relations avec les postes de régulation et de circulation.
Les systèmes de signalisation permettant la sécurité des circulations ferroviaires ont évolué considérablement depuis l’observation humaine des signaux, jusqu’aux dispositifs de contrôle de la vitesse et de l’espacement des trains. La voie en est l’une des composantes majeures comme conducteur des courants de signalisation.
La signalisation a fait l’objet de développements au sein de chaque réseau de chemin de fer, de sorte que « l’interopérabilité » est très difficile, voire impossible. On compte ainsi en Europe pas moins de 25 systèmes de signalisation différents !
Un vaste projet est en cours de mise en place avec l’ERTMS (European Railways Trafic Management System ). Il permettra d’effectuer à bord des engins le traitement unifié de tous les systèmes au sol.
8.1 Signalisation par circuits de voie
À la base de tout système, le circuit de voie permet la détection de la présence d’un train dans un espace géographiquement délimité : le « canton ».
Son principe repose sur l’excitation ou non d’un relais par le shuntage des deux files de rails par l’essieu d’un véhicule (figure 19).
Pour rendre compatible son fonctionnement avec le retour du courant de traction,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - NOUVION (F.), WOIMANT (B.), MACHEFERT-TASSIN (Y.) - Histoire de la traction électrique, - Éditions La Vie du Rail.
-
(2) - KALLER (R.), ALLENBACH (J.M.) - Traction électrique, - Presses Polytechniques et universitaires romandes.
-
(3) - * - Guide de la Technique (4) – Les Constructions – Presses Polytechniques et universitaires ro- mandes (1993).
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