Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La traction ferroviaire à moteur thermique (à combustion interne Diesel) est la plus répandue dans le monde, à hauteur de 80 %. Elle occupe la majeur partie de la catégorie appelée « traction autonome » au sens où l’énergie potentielle est embarquée à bord du, ou des, véhicules. L’architecture des engins nécessite une configuration adaptée aux performances de traction et aux contraintes résultant du fonctionnement de la partie motrice : combustible embarqué, adaptation des caractéristiques motrices par la transmission du couple moteur, évacuation des pertes et échappement des gaz brulés, auxiliaires de fonctionnement. Les conséquences sur l’environnement et la maintenance de tels engins constituent les aspects majeurs de cette technologie.
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Heat Engine Rail Traction (Diesel engined) is the most widespread rail traction method in the world (80%). It forms the greater part of self-contained traction where the potential energy is on board the vehicles. The architecture of engines requires a configuration adapted to traction performance and stress from the operation of moving parts: loaded fuel, motor characteristics for all axles driven, motor torque, discharge of losses and exhaust gas, and auxiliary equipment. The impact on the environment and maintenance of the engine are major aspects of this technology.
Auteur(s)
-
Pierre CHAPAS : Ingénieur DPE – Senior expert ferroviaire
-
Dominique COIFFET : Technicien de mise en service ferroviaire
INTRODUCTION
L'énergie nécessaire à la traction des trains fut, durant plus d'un siècle, celle de la vapeur d'eau, produite grâce à un combustible – charbon en général, ou fuel – embarqué à bord, soit de la locomotive, soit d'un véhicule attelé à la locomotive : le « tender » (« chariot » en français). Ce type de traction a été appelé « autonome » par comparaison avec la traction « électrique » qui, à partir de 1879, se développa grâce à une infrastructure de distribution d'électricité le long de la ligne.
Il faut attendre 1912 pour voir la première locomotive utiliser un moteur « Diesel », du nom de son inventeur qui déposa le brevet du moteur à combustion interne en 1892. Dès lors la traction « autonome à vapeur » sera progressivement remplacée par la traction « autonome à moteur thermique », d'un rendement énergétique très supérieur et de pollution incomparablement plus faible.
L'objet du présent article est de traiter de la traction à moteur thermique. Elle est l'une des composantes principales parmi celles de l'appellation « autonome ». Nous la définissons en première partie et en analysons les avantages et les contraintes. En seront donnés les principaux critères de développement dans le monde.
La deuxième partie présente les différents types de moteurs thermiques utilisés, leurs spécificités et leurs principales applications.
En troisième partie, sont analysés les critères de dimensionnement en termes de puissance installée, en regard des contraintes de masse et d'encombrement. Les conséquences sur l'architecture du véhicule moteur en sont déduites.
Le couple délivré par le moteur thermique est incompatible avec l'effort à transmettre par les essieux sur la voie ; un intermédiaire, appelé « transmission », s'impose. Nous en énumérons les trois types possibles en quatrième partie. Des articles spécifiques traiteront plus en détail ces transmissions.
L'application du moteur thermique impose des solutions d'architecture du véhicule moteur bien particulières pour la mise en œuvre de toutes les fonctions : réserve de combustible, alimentation, refroidissement, auxiliaires. C'est l'objet de la cinquième partie.
L'étude des principaux impacts environnementaux est exposée dans la sixième partie où sont également analysées les spécificités de la maintenance.
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Générateurs d'énergie thermique1. Définitions et répartition des modes de traction
Les moyens de transport existent grâce à l'énergie développée par différentes sources, à l'origine, réduites à deux :
-
énergie des animaux ou de l'homme pour le transport terrestre ; la traction est dite « autonome » ;
-
la propulsion engendrée par la force du vent, disponible le long du parcours en mer pour les navires.
1.1 Traction autonome
Un véhicule moteur est dit à traction autonome lorsqu'il dispose, à son bord, de la source d'énergie nécessaire.
Le chemin de fer débuta et se développa, grâce au combustible (charbon) nécessaire à la production de vapeur d'eau permettant le mouvement d'un piston dans un cylindre pour entraîner les essieux.
Dès les années 1930, le développement du moteur thermique (à essence et surtout Diesel) permit son application au secteur ferroviaire.
La source d'énergie peut aussi être électrique grâce à des accumulateurs embarqués, supercondensateurs ou pile à combustible [D 5 538].
HAUT DE PAGE1.2 Traction électrique
La première application de locomotive électrique fut celle de Siemens en 1879 et s'est développée très rapidement, notamment en zone urbaine, pour éviter la pollution générée par la traction à vapeur.
Ainsi, la traction n'est-elle plus autonome mais liée à une infrastructure spécifique conjuguée à la voie ferrée.
HAUT DE PAGE1.3 Avantages et contraintes
L'infrastructure nécessaire au véhicule moteur différencie donc les deux modes :
-
la traction autonome exige l'approvisionnement périodique en source d'énergie. C'est la condition de son « autonomie »...
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Définitions et répartition des modes de traction
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Traction ferroviaire bimode et hybride – Impact des nouvelles technologies.
-
Composantes et applications électriques du système ferroviaire.
-
Technologie des moteurs thermiques.
-
Matériel roulant ferroviaire – Architecture et conception mécanique.
-
Émissions polluantes des moteurs thermiques – Procédures d'essais.
-
...
ANNEXES
-
1 Événements
-
2 Normes et standards
-
3 Réglementation
-
4 Annuaire
- 4.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
- 4.2 Constructeur de matériel ferroviaire (voies, matériels roulants, signalisation)
- 4.3 Constructeur de matériel ferroviaire (véhicules sur rails, transmissions hydrodynamiques)
- 4.4 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
- 4.5 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
InnoTrans (International Trade Fair for Transport Technology)
Berlin – Salon des composants innovants, véhicules, systèmes ferroviaires
Années paires http://www.innotrans.de
HAUT DE PAGE
UIC : Document 624 - 04-02 - Exhaust emission tests for Diesel Traction engines - -
UIC 622-O - 07-80 - Définition de la puissance nominale des locomotives et automotrices à moteurs à combustion interne - -
UIC 623-1-OR - 02-08 - Procédures d'homologation des moteurs diesel d'engins moteurs - -
UIC 623-2-OR - 01-14 - Essai d'homologation des moteurs Diesel d'engins moteurs - -
UIC 623-3...
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