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Article

1 - COMPOSANTES DU SYSTÈME FERROVIAIRE

2 - TECHNOLOGIE DE BASE « ROUE – RAIL »

3 - INFRASTRUCTURE

4 - MATÉRIEL ROULANT

5 - ÉNERGIE

  • 5.1 - Énergie de traction
  • 5.2 - Énergie auxiliaire

6 - TRACTION AUTONOME. PRODUCTION D’ÉLECTRICITÉ

7 - TRACTION ÉLECTRIQUE

8 - SÉCURITÉ ET SIGNALISATION

9 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D5510 v1

Matériel roulant
Composantes et applications électriques du système ferroviaire

Auteur(s) : Pierre CHAPAS

Date de publication : 10 nov. 2003

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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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Auteur(s)

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 :

  • 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 ;

  • 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 :

  • la grande vitesse s’est développée en Europe, aux États‐Unis et est à l’état de projets en Asie et en Australie ;

  • 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 ;

  • 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.

Nota :

Le lecteur consultera utilement, en particulier, les articles suivants, dans ce traité :

Enfin, pour en savoir plus, le lecteur se reportera aux références et .

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d5510


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4. Matériel roulant

On distingue :

  • le matériel remorqué destiné aux clients (passagers ou fret) ;

  • le matériel moteur assurant la traction du matériel remorqué.

4.1 Matériel remorqué

Ses caractéristiques sont fonction de l’usage pour lequel il est conçu :

  • masse ;

  • résistance à l’avancement ;

  • puissance installée.

Le tableau 3 en donne quelques exemples.

HAUT DE PAGE

4.2 Matériel moteur

En fonction du programme de traction, les catégories de matériel moteur sont :

  • les matériels moteurs dédiés à la traction ;

  • les matériels moteurs intégrant les passagers.

  • Matériel moteur dédié à la traction

    L’ensemble de l’engin comporte uniquement les fonctions dévolues à la traction et à sa conduite.

    Suivant le niveau de puissance installée et de son usage, on distingue :

    • la locomotive pour une puissance supérieure à 800 kW ;

    • le locotracteur pour une puissance inférieure à 800 kW, destiné au trafic restreint des manœuvres.

  • Matériel moteur intégrant des passagers

    En sus des fonctions de traction et de freinage, l’engin comprend tous les équipements destinés aux passagers : sièges, accès, toilettes, bagages, climatisation, éclairage, etc.

    • Si ce matériel est à traction électrique, il s’appelle Automotrice (ou EMU : Electrical Multiple Unit ) ; une rame de métro comme un tramway en font partie.

    • S’il est à traction autonome à moteur thermique, c’est un « Automoteur » (ou DMU : Diesel Multiple Unit ).

    • L’étagement des puissances par élément moteur, selon le type d’engin, est résumé par le tableau 4.

...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (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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