II. — Dangers des distributions d'énergie employées

POUR LA traction ÉLECTRIQUE

Généralités. — Le fonctionnement d'une distribution d'énergie électrique sur la voie publique intéresse à la fois la sécurité et les services publics.

La sécurité publique peut être compromise par cette distribution de plusieurs façons :

i° Par le contact accidentel d'un des câbles ou fils portant le eoarant avec des personnes ou des animaux, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un corps plus ou moins conducteur, ou bien avec les voilures, qui peuvent ainsi être incendiées ;

2*^ Par réchauffement exagéré d'une portion de canalisation, capable de déterminer un incendie ou de faire tomber des (ils fondus sur les passants ou les voitures ;

3° Par la propagation d'une décharge d'électricité atmosphérique le long des fils du réseau distributeur qui servent ainsi d'agent de transport de la foudre ;

4"" Par des dérivations de courant dans le sol, capables d'attaquer

)ar électrolyse les conduites de gaz ou les enveloppes de câbles électriques souterrains et de produire ainsi des dangers indirects "ésultant du oiauvais état de ces canalisations.

D'autre part, d'importants services publics peuvent être gênés par es exploitations de traction électrique.

Ce sont en première ligne les distributions de gaz et d'eau, lorsque les conduites placées sous la chaussée sont attaquées îlectrolytiquement par les courants électriques d'un tramway. On peut considérer d'ailleurs la destruction des conduites d'eau comme lin danger pour l'hygiène publique, car elle peut entraver le bon fonctionnement de la distribution de l'eau dans une ville; s'il s'agit i*uae conduite desservant des établissements militaires, il peut même y avoir là une cause de dangers pour la défense nationale.

En second lieu viennent les services télégraphiques et téléphoniques, dont les courants variables des tramways et chemins de fer électriques peuvent troubler ou même empêcher complètement le fonctionnement par des eiTets de mélange de courants ou d'induction ; la pénétration accidentelle d'un courant de traction dans les (ils télégraphiques ou téléphoniques, qui peut occasionner des incendies ou des secousses à des agents ou des abonnés de ce dernier service, rentre dans les atteintes à la sécurité énumérées plus haut et sera étudiée avec elles.

Nous allons examiner successivement les divers dangers et inconvénients que nous venons d'énumérer et indiquer sommairement les modes de préservation correspondants.

Dangers de contact direct des personnes avec les fils ou câbles de distribution. — Un contact n'est dangereux que si l'on touche deux conducteurs à des potentiels différents. La diiTérence de potentiel dangereuse semble pouvoir être fixée, d'après l'expérience américaine, à 600 volts environ pour les courants continus. Pour les courants alternatifs, la limite pratique est plus difficile à fixer' : un contact accidentel n'est dangereux qu'au delà de 100 volts ;

* EUe dépend d'ailleurs de la fréquence des oscillations ; les expériences de M. d'Ar- Bonval ont montré que la douleur provoquée par le passage du courant croit vite avec la fréquence quand celle-ci est de Tordre de grandeur de celle des appareils industriels ; elle diminue aux très hautes fréquences et arrive même à disparaître complètement qoand les oscillations se comptent par millions à la seconde.

mais, comme Font montré M. d'Arsonval et M. Monmerqué, si Ton touche les deux conducteurs avec les mains, on ne peut plus les lâcher dès 25 volts et Ton peut rester soumis ainsi i des phénomènes de contraction douloureux, à une fatigue nerveuse (inhibition) et à un échauffement qui peuvent amener une syncope suivie d'asphyxie*.

En France, Tarrêlé préfectoral type du 15 septembre 1893 avait fixé les limites de voltage admissibles avec des conducteurs d'énergie ordinaires nus à 400 (portée plus récemment à 600) et 120 volts respectivement ; mais il réservait la question des distributions de traction électrique. Ces prescriptions peuvent néanmoins trouver provisoirement leur application pour les Gis et feeders aériens des tramways à trôlet ordinaires, car tout piéton traversant la chaussée, s'il se trouve accidentellement mis en contact avec le conducteur d'aller, est soumis à la différence de potentiel totale, même s'il ne touche pas directement lun des rails. Mais ces chiffres sont peu favorables au point de vue économique et le ministre des Travaux Publics sera amené sans doute à adopter, au moins en dehors des villes, des limites plus élevées, comme on le fait en Suisse*, par exemple 750 volts en courant continu et 250 volts en courants alternatifs. Ces chiffres pourraient être portés à 1000 et 500 volts respectivement sur les chemins de fer. parce que le ballast et les traverses constituent un certain isolement entre la plate-forme et les rails.

A ces remarques générales il faut ajouter que, même à 5 ou 600 volts, le courant continu produit une secousse très pénible et donne lieu à des brûlures graves ; ensuite, il est mortel pour les chevaux, de même que le courant alternatif à 120 volts. 11 y a donc un intérêt capital, tout en acceptant ces voltages élevés, à

* Pour plus de détails, voir les mémoires de M. d'Arsonval et loutrage Je M. Monmerqué, Contrôle des ïnstallaliuns Électriques, p. i30 et suivantes.

* En Suisse, une loi rccente du Conseil Icdcrale, rendue d'après un rapport dcuiùlc du Prof. H. F. Wcber de Zurich, fixe les limites de tension entre conducteurs «iii'ï les trois cas que nous considérons, à 1000, 750 et lUOO volts rcsj»ecliv«Mnenl en o urant continu, et TôO, ôôll et iOO^volts respectivement en courants alternaiiis. Cfs lpo derniers chili'res nous i)araissent beaucoup trop élevés et de nature à donner une laussc idée du rapport entre les dangers de chacune des deux espèces de coui'ar.t. A Lugano, par exemple, la tension de 400 volts entre les tils du trùlet et la terre a ifji occasionné plusieurs accidents mortels et on cite en Allemagne tr<.'is cas-iciu'.i dans des usines à 2:^0 volts.

imposer, comme on va le voir, des mesures de préservation qui empêchent efficacement tout contact avec des conducteurs à potentiel différent.

i** Tramways à fils aériens. — Pour les tramways à fils aériens, la première précaution à prendre, c'est de placer les fils à une hauteur suffisante pour que, même, avec leur flèche maxima, ils ne puissent toucher le toit des voitures, ni a fortiori les voyageurs de l'impériale lorsqu'il y en a.

D'après le règlement du 15 septembre 1893, les conducteurs nus doivent être placés à 6 m. au moins au-dessus des voies publiques quand ils les suivent et à 8 m. quand ils les traversent. Le premier chiffre doit être considéré comme un minimum pour les tramways.

On doit, en outre, prévoir l'éventualité, heureusement rare, de la rupture de fils ou de câbles, qu'on réduira tout d'abord en évitant tous les feeders aériens qui ne sont pas indispensables. En général, les chutes accidentelles de fils sont doublement dangereuses en raison du choc mécanique et du choc électrique auxquels elles donnent lieu. S'il est impossible d'empêcher les deux bouts d'un fil brisé de tomber sur la voie publique, on doit au moins chercher à rendre cette chute rare et inoffensive.

On proscrira donc en premier lieu pour le fil de Irôlet les sections trop faibles (on prendra par exemple comme diamètre minimum 7 mm.), pour empêcher les ruptures causées par la pression du trôlet, et les sections trop fortes (diamètre maximum 10 mm.), pour éviter des chocs trop violents si le fil vient à se détendre brusquement. La section du fil, aussi bien que celle des câbles et poteaux de support, devra d'ailleurs être justifiée par des calculs de résistance des matériaux basés sur les efforts mécaniques dus à la tension des câbles : ces efforts se déterminent d'après le poids des câbles et d'après leur disposition géométrique (portée, flèche, etc.) suivant les règles ordinaires, en tenant compte des variations de température et de la pression du vent s'il y a lieu*. On se donnera un coefficient de sécurité d'au moins i/o.

* Les nombreux exemples de lignes renversées par des ouragans aux Ktats-Unis montrent la nécessité de tenir compte des vents les plus violents : à Saint-Louis,

En second lieu, on s'arrangera de façon à supprimer tout counnt dans le (il qui tombe, en le mettant automatiquement hors circuit. Deux sortes de dispositifs ont été proposés dans ce but.

On a eu Tidée de couper le (il de contact en tronçons de 30 à 40 m. de longueur, dont les extrémités seraient saisies entre des pinces isolantes disposées de façon qu'en cas de rupture du fll le bout qui tombe soit privé de courant ; mais ce système présente des difficultés d'exécution qui Tont jusqu'ici empêché de se répandre. On peut aussi diviser le (11 de service en tronçons alimentés par l'intermédiaire d'un coupe-circuit fusible ou d'un disjoncteur automatique analogue à ceux des voitures et qui met le tronçoo correspondant hors circuit lorsqu'il est parcouru par un courant exagéré ; la chute du fil, en l'amenant au contact du sol qui n'offre qu*une faible résistance entre ce (il et le circuit de retour formé par les rails, peut suffire à déterminer ce courant exagéré et à faire jouer le disjoncteur à la station. Mais la nécessité où Tod se trouve de donner aux fusibles ou disjoncteurs une marge de fonctionnement qui leur permette de supporter éventuellement le courant de plusieurs voitures, en cas d'encombrement, rend ce système de protection peu sensible ; en tout cas, il n'empêche pas le fil d'être dangereux au moment même de sa chute et de foudroyer les piétons ou les chevaux sur lesquels il tombe avant que le fusible ait sauté. L'obligation de laisser un libre passage sous le fil de trôlet pour la roulette ou l'archet de prise de courant ne permet pas, d'autre part, d'appliquer à ce fil, comme on peut le faire pour les feeders, le dispositif des boucles de sûreté entourant le fil près des isolateurs sans le toucher et reliées à la terre d'une façon permanente, lequel donne dans d'autres cas de bons résultats (voir par exemple plus loin leur emploi pour la protection des fils téléphoniques).

On est donc assez embarrassé jusqu'ici pour mettre hors circuit automatiquement les fils qui tombent et l'on doit, en attendant une

durant un orage en 1897, les fils abattus ont foudroyé tous les chevaux qui se iroo- ▼aient dans les rues. Il suffira dans les calculs d'estimer la pression inaxima du teni a 250 kg. par niùtre carre et d'admettre une variation de température Je 15 à iO*. En hiver, une surcharge peut être produite également par la neige ou le vergl»*J l'échaullement des câbles peut quelquefois faire fondre cette couche, mais on à^^A prévoir le cas où le fait a heu la nuit ; les ruptures pour ce motif ne sont pas Ttm dans l'Amérique du Nord.

meilleure solution, recourir à des interrupteurs non automatiques permettant de rompre à la main la communication d'une partie de la ligne aérienne avec la distribution. Ces interrupteurs sont logés dans des boites placées sur les poteaux ou contre le mur des maisons et disposés de façon à pouvoir séparer à volonté la ligne en tronçons de 500 m. environ ; la figure 1 indique schématiquement la disposition d'une ligne à double voie ainsi alimentée par 4 feeders. Il faut en remettre des clefs non seulement aux agents de Texploitation, mais à ceux des services municipaux qui peuvent être appelés à s'en servir éventuellement, c'est-à-dire aux agents

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Fig. I. -

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Disposition schématique d'une dii^tribution par 4 feeders pour une ligne à double voie tronçonnée en sections de 500 m. environ.

de police et aux pompiers. Ces derniers ont en effet besoin, en cas d'incendie, de mettre hors circuit les parties situées devant les immeubles exposés au feu, sans quoi le jet d'eau de leurs lances, s'il venait à rencontrer un fil à 500 volts, pourrait jouer le rôle d'un conducteur suffisant pour leur donner de violentes secousses.

Des secousses peuvent également être ressenties dans d'autres cas, par exemple si l'on vient à toucher un poteau en bois, ou a fortiori métallique, de la ligne aérienne, lorsque l'isolement de celle-ci est insuffisant. Pour éviter ce dernier danger, il convient d'exiger toujours un double isolement, c'est-à-dire la fixation des fils de service à des isolateurs portés par d'autres fils, câbles ou bras isolés à leur tour des poteaux. C'est pour ce motif, par exemple, qu'on intercale des boules isolantes dans les fils transversaux qui supportent les isolateurs du fil de trôlet et que quelquefois même

on réalise un troisième isolement dans Tattache même de ces Gis transversaux.

La véritable solution de la question de sécurité des voies publiques empruntées par des tramways à (Ils aériens serait peut-être celle qu'a récemment imaginée M. VedovelU et qui consiste à subdiviser les lignes aériennes en tronçons très courts alimentés par des distributeurs automatiques analogues à ceux des distributions par contact superficiel ; chaque tronçon n'est électrisé que pendant qu il alimente une voiture, les autres restant hors de circuit et par suite inoffensifs. L'avenir de ce système dépend seulement du bon fonctionnement des distributeurs, et tout porte à croire que ceux dont il s'agit sont très sûrs. Du jour où Texpérience aurait démontré que cette méthode est vraiment pratique, il serait logique d'en prescrire l'emploi.

2<* Tramways à distribution superficielle, — Dans les tramw*ays à distribution superficielle, système encore fort peu répandu, puisqu'il n'en existe qu'un ou deux exemples en fonctionnement pratique, le retour du courant se fait en général par les rails ; chaque voiture porte un frotleur inférieur qui vient recueillir le courant sur des plots métalliques recevant le courant d'une ligne de distribution souterraine au moyen de commutateurs compliqués et nombreux.

Si les commutateurs envoient bien le courant successivement aux divers plots et seulement pendant le temps où ils se trouvent sous la voiture, le public ne court aucun risque. Mais il suffit qu'un mauvais fonctionnement accidentel laisse un ou plusieurs plots en rapport avec le conducteur à haute tension après le passage Ju véhicule pour que les piétons et les chevaux risquent d'être foudroyés lorsqu'ils touchent ces plots. 11 faut donc ajouter à l'arrière de chaque voiture un dispositif de sûreté qui ait pour effet, lorsqu'un distributeur automatique ne fonctionne pas régulièrement, de mettre les plots à la terre avant de les quitter et de faire sauter les plombs du distributeur. Un des dispositifs les plus simples employés dans ce but, celui de la ligne de Paris- Romainville, est représenté schématiquement par la figure 2. Un électro-aimant E, placé en dérivation sur les moteurs , attire son armature et rompt le contact C tant que le moteur est excité. Aussitôt que, par

SÉCUKITÉ, HÉGLfclMEMATlON ET CONTHOLE

suite d'un arrêt du distributeur />n, le courant n'arrive pas au plot y, la palette retombe et met le petit frolteur de sûreté /*, qui suit le {rotteur principal F, en communication par les roues avec les rails de retour. Lorsque ce frotleur vient passer sur le plot y,o que quitte la voiture et qui est resté en communication avec le distributeur, celui-ci se trouve mis en court-circuit avec les rails et soumis par suite à un fort excès de courant qui fait sauter le plomb fusible destiné à protéger l'appareil . Ce dernier est ainsi mis hors circuit