Le réseau ferroviaire français est composé de 27000 km de lignes, dont 2800 km de lignes à Grande Vitesse (LGV), de 2200 postes d’aiguillages et de 8 tours de contrôle opérationnelles. Ce réseau dessert 3000 gares et haltes voyageurs, traverse 15400 passages à niveau. 14200 trains circulent chaque jour.
Ces lignes sont classées suivant le taux de fréquentation de circulation, les types de trains (voyageurs et/ou marchandises).
Les « lignes de desserte fine du territoire » constituent un maillon essentiel du réseau ferré national pour SNCF Réseau, comme pour l’Etat et les Régions. Ainsi, les 12 000 km de lignes, dont plus de 9 000 km circulés par des trains de voyageurs, sont étroitement imbriqués avec les autres lignes du réseau qu’elles irriguent.
Sur notre territoire, la ligne dite “POLT” Paris Austerlitz – Orléans – Limoges – Toulouse est une ligne parcourue par des trains dits “Train d’Équilibre du Territoire ou TET” sous la marque commerciale SNCF « INTERCITÉS ». Elle est également empruntée par des TER (SNCF) et des trains de marchandises.
Quels sont les éléments d’une voie ferrée ?
Qu’est ce qu’une voie ferrée, quels sont les éléments qui la composent … c’est ce que nous vous proposons de découvrir.
De manière prosaïque, la voie ferrée est l’infrastructure composée de rail en barres normales ou LRS (Long Rail Soudé) parallèles et de traverses en bois ou béton qui permettent la circulation du matériel ferroviaire.
Ces éléments sont le plus souvent positionnés sur du ballast, les cailloux que vous observez sur les voies. Cette voie est posée sur une plateforme qui doit respecter des normes très précises de stabilité, drainage …
Le rôle du ballast est d’amortir les efforts provoqués sur le sol afin d’éviter tout risque de déformation ou de tassement.
Il permet aussi d’encastrer les traverses afin d’assurer une résistance aux déformations des rails.
Les traverses, qui peuvent être en bois ou en béton, reposent sur une épaisseur minimale de 30 cm de ballast, soit environ 2 tonnes de ballast pour 5 mètres de voie.
Le rôle des traverses consiste à maintenir l’écartement et l’inclinaison des rails tout en transmettant au ballast les charges des véhicules circulant sur les rails.
Les voies sont constituées de rails dont l’écartement (la distance entre les deux rails) fait l’objet d’une réglementation très précise.
L’écartement le plus communément répandu est celui de la voie normale ou écartement de Stephenson, du nom de son inventeur : 1,435 m (utilisé sur 60% des lignes).
Une fois sur ces voies ferrées, les trains peuvent circuler grâce à l’alimentation délivrée par les caténaires et captée par les pantographes que nous avons déjà vu ou bien en autonomie pour le matériel Diesel. Les trains sont soumis ensuite à une signalisation très rigoureuse, propre à la circulation ferroviaire qui prévoit par exemple une distance minimale entre chaque train (le cantonnement) et de nombreuses et importantes autres règles de sécurité.
Lors de leurs cheminements, les trains sont orientés au moyen d’aiguilles (ou appareils de voie), ces parties de voies mobiles qui permettent au train de modifier son orientation (nous en parlerons plus en détail très prochainement).
La voie ferrée est donc l’infrastructure qui permet la circulation des trains, mais celle-ci est composée de nombreux éléments soumis aux conditions climatiques et à une usure normale inhérente à l’utilisation intensive qui est faite sur de nombreux réseaux.
Ces infrastructures nécessitent donc un entretien constant et de fréquents travaux de rénovations.
Le terme général est appareil de voie.
Il désigne les différents types d’appareils, comme les branchements, les traversées, les communications …
Un appareil de voie est un dispositif permettant d’assurer la continuité de la voie pour un itinéraire.
Il est plus couramment appelé « aiguille « .
Les aiguilles peuvent être manœuvrées électriquement à l’aide de mécanismes électriques ou mécaniquement par des transmissions.
Les aiguilles sont généralement contrôlées électriquement afin de pouvoir s’assurer qu’elles obéissent bien à leur commande.
Les contrôles peuvent être une indication pour l’aiguilleur ou bien jouer directement dans le fonctionnement des systèmes de sécurité des circulations.
La manœuvre des aiguilles devant pouvoir être assurée par tous les temps, elles peuvent selon les endroits être équipées d’un dispositif de réchauffage. Ce réchauffage peut être électrique ou à gaz.
“Les signaux sont omniprésents dans la circulation ferroviaire.”
Ils sont à la fois garants de la régularité et permettent donc de faire rouler les trains à des vitesses élevées. La voie permet de faire rouler des trains, la signalisation permet de les faire rouler vite et en sécurité.
Ils sont en quelque sorte les yeux du conducteur, lui permettant de circuler en toute sécurité…
Ils sont partout, mais les voyons-nous réellement?
Embarquons en cabine, pour découvrir le rôle de cette signalisation ferroviaire…
En signalisation, les ordres et informations intéressant la sécurité des circulations sont donnés aux conducteurs à l’aide de signaux lumineux ou mécaniques (ou directement en cabine sur LGV).
Les signaux se présentent sous forme de panneaux, de pancartes ou de tableaux.
La sécurité des circulations résidant dans l’observation des signaux.
Les signaux sont généralement implantés à gauche de la voie à laquelle ils s’adressent.
Les principales indications présentées sont :
Il existe de nombreuses autres indications comme les ralentissements, les limitations de vitesse …
La seule ligne électrifiée de la région est la ligne POLT. Elle est électrifiée en 1500 Volts en courant continu. L’axe POLT a été électrifiée en 1935 et l’énergie provenait des barrages hydroélectriques qui appartenaient à l’époque aux compagnies ferroviaires.
Historiquement, les premières lignes ont été électrifiées en 1500V; plus tard est apparu le 25000V, en courant alternatif 50Hz. Il existe d’autres types de tension sur des réseaux étrangers ou de transports urbains (tramway, métro)
Une caténaire est l’ensemble de câbles situés au-dessus des voies, qui permettent d’alimenter les trains en électricité. Elle est composée de câbles porteurs, feeders et fils de contacts en différents types d’alliages métalliques ainsi que du matériel d’assemblage. L’ensemble de ces éléments représente une section de conducteurs électriques suffisantes au passage des forts courants nécessaires à l’alimentation électrique des trains.
Petit rappel, la caténaire est l’ensemble de câbles, situés au-dessus des voies, destinés à alimenter les trains en électricité.
Un pantographe, c’est une sorte de bras mécanique articulé d’environ 2 mètres, généralement en forme de Z, qui se situe en toiture du train et qui se déplie pour aller capter le courant sur la caténaire.
Le pantographe est une sorte d’antenne placée sur le toit du train, il vient ainsi frotter la caténaire grâce à son archet pour capter l’électricité.
Pour capter l’électricité, le pantographe doit être en contact avec la caténaire grâce à son archet.
C’est une pièce horizontale sur laquelle sont fixées des bandes de carbone ou de cuivre, en général deux, jusqu’à huit sur certains modèles adaptés au 1 500 V continu, qui frottent la caténaire et captent ainsi l’énergie.
Pour que le contact soit toujours de bonne qualité, les techniciens des centres de maintenance de nos lignes sont mis à contribution. Les périodes de givre constituent un challenge pour la maintenance des pantographes, les bandes de contact nécessitant d’être changées plus souvent pour éviter la panne ou l’arrachage de caténaire. A l’arrivée de chaque train, le conducteur vérifie l’état du pantographe.
En période de givre, pour limiter les arcs électriques et ainsi limiter la dégradation du fil de contact ou l’arrachage de la caténaire, les services de maintenance RESEAU sont également mis à contribution. On limite la vitesse des trains, des détecteurs de givre sont installés aux abords des voies et ils allument automatiquement des tableaux lumineux qui indiquent la présence de givre aux conducteurs de train. Des trains racleurs sont également mis en circulation pour gratter la caténaire et retirer le givre. Il existe aussi des trains « ICE GUARD » qui traitent la caténaire en projetant un produit « anti givre ».
Une solution utilisée dans le passé consistait à faire circuler artificiellement un courant électrique dans la caténaire. Par effet joule, elle chauffait et le givre disparaissait. Aujourd’hui cette technique n’est plus utilisée par choix de SNCF Réseau.
La meilleure technique de lutte contre le givre est le trafic important de train électrique. Plus il y a de trains qui circulent, plus la caténaire chauffe et plus il y a de pantographe au contact du fil qui empêche ainsi la formation du givre. Si nous sommes fortement confrontés au phénomène de givres sur l’axe paris Toulouse depuis quelques années, c’est parce qu’il n’ y a quasiment pas de circulation fret et électrique la nuit.
Dans les centres de maintenance, les agents procèdent au démontage et à la réparation de ces archets si sensibles.
L’archet est alors contrôlé chaque mois, de la même manière que les essieux, pour vérifier sa côte d’usure.
Chaque élément de l’archet fait l’objet d’une attention particulière.
Les bandes de cuivre et de carbone sont ainsi retirées pour être remplacées par de nouvelles, qu’il faut ensuite poncer et meuler, puis fixer pour ajuster l’ensemble.
Si la dépose du pantographe peut prendre une vingtaine de minutes, l’intervention sur l’archer peut durer, elle, entre 2h et 7h.
Une fois terminé, le pantographe est ré-installé en toiture du train, prêt à retrouver sa caténaire pour de nouveaux voyages !
