Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le cahier des charges de tout matériel roulant doit répondre à une grande diversité de matériel tout en obéissant à des principes de dimensionnement constant. Cet article débute par l’analyse des différents types d’exploitation d’un matériel roulant. Il poursuit par la présentation des contraintes de dimensionnement propres à un matériel ferroviaire, le calcul du nombre d’essieux moteurs, de la puissance et des rendements, puis par celle du dimensionnement du freinage. Pour terminer, sont passés en revue le matériel roulant en circulation dans le monde.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre CHAPAS : Ingénieur DPE - Senior Expert (honoraire) ALSTOM Transport
-
Jean-Michel PETIT : Ingénieur ENSEM - Senior Expert (honoraire) ALSTOM Transport
INTRODUCTION
De toutes les composantes du système ferroviaire (cf. Composantes et applications électriques du système ferroviaire), le matériel roulant en est le centre de gravité. Son rôle d’interface vital avec les clients lui impose un cahier des charges rigoureux et d’une grande diversité d’un type de matériel à l’autre pour répondre aux besoins toujours plus spécifiques de la demande.
Nous analyserons en premier lieu ces spécificités en termes d’exploitation. Cette richesse de solutions adaptées obéit cependant à une méthodologie commune : le dimensionnement du matériel ferroviaire, quelle que soit son utilisation, répond aux mêmes critères simples : une charge à remorquer sur un parcours-type dans un horaire donné. Les solutions doivent satisfaire des contraintes pour s’inscrire dans un existant ferroviaire particulièrement lourd à gérer. Il convient d’effectuer l’inventaire exhaustif de ces contraintes, d’en mesurer l’importance relative pour répondre à la demande dans les conditions les plus économiques.
Un exposé théorique se doit d’être illustré par un exercice pratique, c’est pourquoi nous « dimensionnerons » un engin moteur, sachant que la méthode est applicable à tout type de matériel.
Enfin, nous donnerons un aperçu succinct, mais représentatif des matériels existants les plus récents circulant dans le monde.
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Critères de dimensionnement et architecture motrice1. Programme de traction et différents types d’exploitation
L’exploitation ferroviaire répond à la demande de transport des clients, dans les deux domaines d’offres : passagers et fret.
Son critère fondamental est le Programme de Traction auquel doit satisfaire le matériel roulant. Trois paramètres caractérisent ce programme :
-
la charge remorquée ;
-
le parcours-type ;
-
l’horaire.
1.1 Charge remorquée
Elle est la somme de la charge utile et de la masse à vide du matériel (ou tare).
Pour les passagers, c’est leur nombre par véhicule qui détermine la charge utile, sachant que l’on différencie le poids moyen d’une personne suivant le domaine de transport : avec ou sans bagage, en grande ligne : nombre de places assises, en urbain : nombre de passagers au m2. De même pour le fret, la charge remorquée est la somme de la tare et de la charge nette de chaque wagon.
Les valeurs courantes pour les principales catégories de véhicules sont données dans le tableau 1.
HAUT DE PAGE1.2 Parcours-type
Il est caractérisé par la distance et le profil de ligne.
Le profil de ligne comprend :
-
le profil en long donnant les rampes, les pentes (exprimées en millimètres par mètre ou « pour mille » : ‰) et les paliers (0 ‰) ;
-
le profil en plan donnant les courbes (exprimées par leur rayon en mètre) ou alignements, lignes droites (rayon ∞ ).
Selon la géographie, le profil des lignes de chemin de fer se classe en trois catégories.
1. Profil de plaine
Le tracé suit le relief peu accentué des grands espaces. Les courbes sont rares et de grand rayon, supérieur à 1 000 m, autorisant des vitesses élevées. Les déclivités présentent de faibles gradients, jusqu’à 5 ‰.
2. Profil accidenté
Le tracé suit les vallées sinueuses et franchit les « accidents » du relief : seuils, cols, défilés. Les rayons de courbes sont faibles ou moyens : entre 500 et 1 000 m. Les déclivités sont prononcées :...
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Programme de traction et différents types d’exploitation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KALLER (R.), ALLENBACH (J.M.) - Traction électrique. - Presses Universitaires Romandes (1995).
-
(2) - NOUVION (F.), WOIMANT (B.), MACHEFERT- TASSIN (Y.) - Histoire de la traction électrique. - Tomes 1 et 2 - Éditions La Vie du rail (1983).
-
(3) - NOUVION (F.) - Les techniques de l’électrification ferroviaire. - École supérieure d’électricité no 2032 ; 2033 ; 2142 ; 2143 (1966).
-
(4) - VEERBECK (H.) - Connaissances actuelles de l’adhérence et de son utilisation. - Rail international (1973).
-
(5) - CURTIUS (E.W.), KNIFFER (A.) - Nouvelles données relatives à l’adhérence entre roues et rails. - Elektrische Bahnen no 9 (1950).
-
(6) - CHAPAS (P.) - La Traction ferroviaire. - Documentation interne ALSTOM...
ANNEXES
Dans les Techniques de l’Ingénieur – Génie électrique
* - Le système ferroviaire met en œuvre tous les principes et applications technologiques relatifs au génie électrique. De ce fait, la totalité du présent traité est concerné par ce sujet, en particulier les articles qui suivent.
PROVOOST (M.) - COURTOIS (C.) - Traction électrique ferroviaire. Dynamique ferroviaire et sous- stations, - D 5 501 (1998).
SABATE (V.) - Traction électrique ferroviaire. Convertisseurs et moteurs - , D 5 502 (1998).
CHAPAS (P.) - Composantes et applications électriques su système ferroviaire - , D 5 510 (2003).
HAUT DE PAGE
Ouvrages généraux
* - Guide de la technique (4) – Les constructions- Presses polytechniques et universitaires romandes (1993).
HAUT DE PAGE
UIC – Union internationale des chemins de fer http://www.uic.asso.fr
SNCF http://www.sncf.com
ALSTOM http://www.alstom.com
BOMBARDIER http://www.bombardier.com
SIEMENS http://www.siemens-ts.fr
Répertoire des sites ferroviaires...
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