III. — Choix entre les diverses méthodes de régulation

Les conditions de la comparaison pouvant être assez différentes suivant qu*il s'agit de voitures alimentées du dehors ou de voitures automotrices, il convient de séparer ces deux cas.

Voitures à alimentation extérieure. — La méthode la plus rationnelle, celle de la variation du potentiel, ne peut, d'après ce qui précède, être employée que fort exceptionnellement, dans certains cas spéciaux que nous avons indiqués ; nous n'en parlerons donc plus ici.

Toutes les autres méthodes ont été, sauf celle de la variation du bobinage de l'armature, Tobjet de nombreuses applications dont nous donnons plus loin avec détails les exemples les plus caractéristiques. Il est donc possible aujourd'hui de juger leurs mérites respectifs en tenant compte des résultats pratiques fournis par Texpérience.

1^ Au point de vue de la simplicitéy l'avantage appartient sans conteste à la méthode du rhéostat ; c'est pourquoi celle-ci a joui d'une si grande faveur et est, aujourd'hui encore, employée par les constructeurs qui débutent dans la traction. Les rhéostats sont robustes et peu dispendieux ; en multipliant les touches, on peut graduer la vitesse avec une précision indéfinie; enfin, le démarrage se fait sans difficulté et avec la plus grande douceur.

Les méthodes de commutation ou de changement de couplage nécessitent l'emploi de commutateurs, engins assez délicats et qui doivent être construits avec une grande précision, surtout dans le cas des couplages variables, pour éviter la formation d'arcs

et la mise en court-circuit intempestive des moteurs lorsqu'on passe de la marche en série à la marche en parallèle. La méthode de Sprag^e est particulièrement compliquée à cause des nombreux conducteurs qu'elle exige. Ces méthodes ne peuvent dispenser complètement de l'emploi d'un rhéostat, au moins pour le démarrage; mais il est juste d'ajouter que ce rhéostat est beaucoup plus petit et par suite moins coûteux et plus facile à loger que dans la première méthode, où il est l'organe unique et essentiel et où il a besoin de touches plus nombreuses.

2^ Au point de mie de la bonne gradation des efforts et des vitesses^ la méthode la plus parfaite est celle de la variation d* excitation par shunt ou rhéostat d'excitation, avec rhéostat de démarrage, qui donne une gradation aussi douce qu'on le désire et permet de modiGer ainsi les puissances aussi bien que les vitesses. La méthode série-parallèle à deux moteurs seulement ne donne qu'une gradation médiocre, car, sous peine de la compliquer beaucoup, on ne peut employer plus d'une seule résistance dans les shunts ; mais elle s'applique remarquablement bien aux lignes à fortes rampes ou aux lignes suburbaines où l'on a besoin de marcher à deux vitesses variant sensiblement du simple au double ; avec quatre moteurs au lieu de deux, elle pourrait donner une gradation beaucoup plus parfaite.

3"" Au point de vue économique^ la méthode du rhéostat est ruineuse, puisqu'on doit intercaler des résistances dans tous les cas où un ralentissement est nécessaire et à tous les démarrages. Plusieurs ingénieurs ont eu depuis longtemps la curiosité d'évaluer l'augmentation qui en résulte pour la dépense moyenne d'énergie; H. W. Dierman, par exemple, l'a mesurée en déterminant à divers régimes l'intensité du courant, le voltage aux bornes des moteurs et le voltage du réseau, à l'aide d'une série de lectures à intervalles réguliers et suffisamment rapprochés' ; il a trouvé ainsi une dépense moyenne de 292 watts-heures par voiture-kilomètre, dont 124, soit 42 p. 100, consommés parle rhéostat; au démarrage, celui-ci consomme la moitié environ de l'énergie absorbée. Nous reviendrons sur ce sujet au chapitre XIIL

* Aujourd'hui, on emploie de préférence pour ces mesures les compteurs d'énergie portatifs du Prof. Elihu Thomson dont nous parlons plus loin (p. 390).

La méthode Sprague parait moins désavantageuse à première vue, puisqu'elle règle par commutation de bobines ; mais celles-ci jouent, comme nous Tavons dit, aux faibles vitesses, le rôle de rhéostat et la perte d'énergie correspondante est bien plus gênante, au point de vue de réchauffement qu'elle produit, dans le moteur que dans une résistance extérieure. Si Ton tient compte du rhéostat de démarrage, la commutation des bobines, bien qu'inGniment supérieure, pour de longs parcours sans arrêts, à la méthode précédente, entraîne dans un service de tramway à arrêts fréquents des pertes moyennes presque aussi fortes que celle-ci.

Au contraire, la méthode par changement de couplage, qui fait intervenir des forces électromotrices variables, réduit Tusage du rhéostat à fort peu de chose, ainsi que ses dimensions. La résistance n'intervient qu'au début du démarrage et pour adoucir la brusquerie des changements d'allure ; mais, en marche normale, soit à grande vitesse, soit à demi-vitesse, et même pendant une grande partie de la durée de l'accélération initiale, on profite du plein rendement. On peut se faire une idée de l'économie ainsi réalisée par des mesures expérimentales : les tableaux ci-contre résument, par exemple, les résultats très intéressants obtenus par M. Haie à Denver (Colorado) sur une même ligne et dans les mêmes conditions de charge, en employant comparativement la méthode du rhéostat et la méthode série-parallèle ; la pente maxima était de 1,7 p. 100 sur 136 m.; le poids de la voiture, de 8 t. ; elle remorquait une voiture d'attelage.

L'économie qui ressort de ces expériences en faveur de la méthode série-parallèle est considérable ; en moyenne, elle n'est certainement pas inférieure à 30 p. 100.

Des essais intéressants effectués par M. Sever' sur les lignes du Coney Island and Brooklyn Railway conOrment ces résultats et même les accentuent. Par exemple, dans le parcours de Fulton Ferry à la 9® rue, la dépense a atteint 611 watts-heures par tonne avec le rhéostat contre 327 avec le régulateur série-parallèle K ; de même, dans le parcours inverse, 595 watt-sheures contre 331 ; de le 9® rue au Boulevard, 495 contre 378, et dans le parcours inverse,

* Electric Power, 1894, p. 439.

461 contre 267, etc. L'économie atteint donc aisément 30 à 40 p. 100, sans compter la diminution de la perte en ligne.

ÉCONOMIE d'énergie RÉALISÉE PAR L'EMPLOI DE LA MÉTHODE SÉRIE-PARALLÈLE SUR UNE LIGNE DE TRAMWAY ORDINAIRE

MÉTHOOE

de régulation emplojfée

Rhéostat

DURÉE

du parcours

Méthode )

série- llk. 9i parallèle >^

ion

u courant

amp.

TOltS

choT.

amp,

amp.

kilom.

EPS

a rs