II. Ai^^kre

Fig. 716. ~ Changement de phase nécessaire pour inverser le sens du champ tournant d'un moteur diphasé.

l.Avané

mère

Fig. 717. — Changement de phase nécessaire pour inverser le sens du champ tournant d'un moteur triphasé.

quart de période en une avance égale et, par suite, renverse le sens de rotation du champ tournant (fig. 716). Elle peut être réalisée par un inverseur ordinaire.

Dans les moteurs triphasés, où les trois phases se suivent avec deux intervalles de -r- de période, il suffit d'intervertir le courant de deux phases consécutives, suivant le schéma de la

figure 717. La figure 718 représente un inverseur disposé pour

produire ce résultat.

Récupération. — Comme la théorie exposée plus haut l'indique, lorsque les moteurs polyphasés tournent plus vite que la vitesse du synchronisme, ils agissent comme génératrices en débitant sur le réseau du courant qui peut être utilisé. Le

Kg. 718.- Schéma dWappa- g'^9^^<l»^ ^6 k flguro 719, qui Complète

reii de changement de mar- celui de la figure 690, rend compte de ce

che pour moteurs triphasés, ... . w jy i i -irni- r 1.1 &

analogue aux inverseurs cy- fait Signalé d abord par MM. Leblanc et lindriques des moteurs à Hutin ; les points qui Correspondent à ces

courant continu. 'ri x

régimes sont, sur Tépure de la figure 695, ceux du demi-cercle situé au-dessous de la ligne OM, tandis

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Coursmt ddn9 un circuit du mcttur en ampères Fig. 719. — Etude graphique de la marche en récupération. Traits pointillés : régimes normaax. — Traits pleins : r^mes de récupération.

que les régimes ordinaires sont représentés par le demi-cercle supérieur ; le courant magnétisant continue à être fourni par le

réseau et la composante wattée change seule de signe. Les courbes de récupération tracées en traits pleins ont été déduites des courbes normales, tracées en pointillé, exactement d'après la même méthode que pour le moteur à courant continu (t. II, p. 179). La courbe de vitesse est symétrique de la première par rapport à rhorizontale du synchronisme. Quant à la courbe d'effort, elle s'obtient en reportant au-dessus de la courbe d'effort théorique les distances verticales entre celle-ci et la courbe d'effort moteur; la courbe d'effort théorique se déduit simplement de l'épure de la figure 695 (p. 297), qui ne tient compte ni des frottements ni des engrenages.

On voit, en définitive, que les moteurs polyphasés réalisent la récupération automatique du travail sur les pentes exactement comme les moteurs shunt à courant continu; mais, par suite du décalage de phase, cette récupération est bien plus faible que ne semble l'indiquer l'intensité du courant.

Freinage électrique. — Le moteur polyphasé peut faire office de frein lorsqu'on manœuvre l'inverseur, car le champ tournant étant alors inversé tend à arrêter la rotation de l'induit et même à faire tourner celui-ci en sens inverse. Mais, pour avoir un bon effet de freinage, il faudrait intercaler à chaque instant dans l'induit la résistance supplémentaire qui réaliserait le couple maximum pour la vitesse existant à cet instant ; on ne peut réaliser cette condition que fort imparfaitement en intercalant des résistances que Ton fait varier à la main.

Au moment de Tinversion, le glissement étant 2 — ^, la résistance R, devrait être telle que

Rt + y-t 2-g

d'où sensiblement, en négligeant^ devant 2,

ou approximativement

Au moment de Tairèt, cette résistance devrait atteindre la valeur indiquée plus haut pour le démarrage

OU approximativement

Pendant le parcours d'arrêt, il faudrait donc déplacer la manette

du rhéostat de façon à passer progressivement de la première

valeur à la seconde. Mais il est plus pratique de déterminer par

expérience la résistance moyenne unique la plus avantageuse ;

elle différera peu de

5 r, 3 gu. '

L'effet de frein ainsi obtenu peut être accru en renforçant le champ à ce moment par les moyens indiqués plus haut.

Malgré cela, Texpérience montre que le freinage ainsi obtenu est beaucoup moins efficace que celui réalisé par les moteurs à courant continu. En outre, l'emploi de ce frein électrique suppose essentiellement que le moteur reste excité par des courants pris au réseau ; on ne peut donc se passer de ceux-ci, et, en cas de rupture du contact entre la voiture et la ligne, le frein électrique est sans action ; il est, par suite, indispensable d'avoir un autre système de frein rapide sur les voitures électriques à courants polyphasés.

C'est pourquoi MM. Brown, Boveri et C** ont, par exemple, adapté à leurs locomotives de la Jungfrau (t. II, p. 54) un frein à ruban qu'un levier soulevé par un électro-aimant serre automatiquement dès qu'il est libéré par rupture du courant.

Les moteurs peuvent cependant être eux-mêmes employés comme freins au moyen d'un artifice qui consiste à rompre la communication des inducteurs avec le réseau et à les alimenter en courant continu par une petite batterie d'accumulateurs de force électromotrice appropriée ; ces moteurs deviennent alors de véritables alternateurs dont on ferme les induits sur des résistances graduées. Mais l'emploi de ce procédé est très délicat, à cause

de la très forte réaction d'induit d'uo alternateur à si faible entrefer, et il est loin de présenter la même sécurité qu'avec les moteurs à courant continu'.

AppUeatioiu. — Le premier moteur triphasé pour tramways qui ait été mis ea service est celui étabU par la maison Brown, Boveri et O' pour la ligne de Lugsno, longue de 4,9 km.

Les tnicks, représenlés par la figure 339 (t. I, p. 251), n'ont qu'un essieu moteur; les quatre voitures en service sont à 24 places chacune et pèsent 6,5 t. en charge, dont 4 pour la voiture non équipée; les rampes ne dépassent pas

« p. tooo.

Le [noteur,àl2 pOles, dont nous avons donné la description (t. 1, p. 251), est représenté avec plus de précision par la figure 720. Les courants, k 40 périodes, sont transmis aux voitures par la voie et par deux flls de cuivre de 6 mm. espacés de 0,35 m.

Le régulateur, dont la figure 705 donne la vue extérieure, est formé de 3 rhéostats, dont les 3 manettes sont commandées par un même arbre au moyen d'une poulie sur laquelle s'enroulent des cordes de manœuvre actionnées des plates-formes ; c'est une disposition analogue k celle des anciennes voilures Thomson - Houston à rhéostat k touches.

Sur les locomotives construites plus récemment par la même maison (t. 11, p. 52 el 53), les moteurs triphasés, logés sur le truck, ne diffèrent en rien des types employés pour les installations fixes;

' Si, en effet, on ibaUse trop la résistance extérieare ^outce i l'induit ou si l'on met celui-ci en court-circuit, l'aliernomoteur ne consomme presque pas de puissance mécanique et ne joue plus le rAle de frein. Il faudrait donc faire varier cette résistance avec la vitesse pour se rapprocher de la coudiLiou de puissance maiima

eu appelant n la fréquence -;s- des courants induits, laquelle décroît en mâme temps que la viteSM ; mais c'est peu pratique.

ils sont au nombre de deux, alimentés à 25 périodes et couplés en parallèle, et la régulation est faite par des rhéostats en étoile, placés au-dessus des moteurs dans une caisse horizontale et manœuvres par une manette unique à la portée du mécanicien ; le même levier commande l'interrupteur de courants.

Au contraire, sur le chemin de fer de Varese, dont nous parlons plus loin (p. 332), les voitures comportent deux moteurs de 70 chev. chacun, montés sur le truck et alimentés à 45 périodes avec régulation tandem-parallèle.

Propriétés des moteurs à conrants alternatifs simples an point de vue de la traction. — L*application des courants alternatifs simples à la traction, qui serait si désirable à tous égards, présente encore de sérieuses difficultés, que nous avons signalées déjà au chapitre Y (t. I, p. 234). Nous ne dirons donc que quelques mots des propriétés de ces moteurs, pour donner à ceux que la question intéresse des éléments d'appréciation et de comparaison.

Moteurs asynchrones. — Les propriétés des moteurs asynchrones sont analogues à celles des moteurs polyphasés. En effet, le champ magnétique alternatif produit par un seul enroulement inducteur est équivalent, d'après un

théorème de H. Leblanc, à deux champs magnétiques tournants de sens inverse : lorsque l'induit est au repos, les effets de ces deux champs s'annulent; mais, lorsque le moteur a été lancé à une vitesse voisine de sa vitesse de régime, l'un d'eux est annulé par la réaction d'induit et l'autre produit les mêmes effets que dans les moteurs polyphasés. Les mêmes formules restent donc applicables dans les limites ordinaires d'emploi, et les courbes caractéristiques présentent la même allure générale, avec cette différence que, les fuites magnétiques étant plus importantes relativement, le facteur de puissance est beaucoup plus faible*.

L'addition de résistances dans l'induit ne produit pas de couple de démarrage et il faut, par conséquent, pour faire démarrer ces moteurs, les alimenter momentanément par un second courant déphasé par rapport au premier et traversant un circuit spécial décalé d'un certain angle. Les procédés employés dans ce but ont été peu à peu simplifiés, en même temps que rendus plus efficaces, par divers inventeurs. En particulier, un récent dispositif, dû à M. Heyland ^ et que la figure 721 indique schématiqueraent, permet de réaliser un couple de démarrage supérieur au couple normal. La figure s'applique à un moteur tétrapolaire ; les petites encoches ouvertes contiennent l'enroulement normal à courants alternatifs simples, formé de sections bobinées suivant les lignes pointillées ; un second enroulement en gros fil, décalé d'un

* Pour plus de détails, voir les mémoires de Tun de nous, cités plus haut (p. 290).

• Verband der Deutschen Elektrotechniker, session de juillet 1897.

Big. 721. — Principe du moteur Heyland à courants alternatifs simples, démarrant sous charge.

demi-pôle (i/4 de période) par rapport au premier et indiqué en traits mixtes, est logé dans de grosses encoches fermées (une seule par pôle). Au moment du démarrage, on lance dans ce second enroulement un CQurant dérivé, qui se décale relativement au premier par rcfTet des fuites magnétiques très grandes auxquelles il est soumis.

Le moteur se comporte ainsi comme un moteur polyphasé et, avec des résistances dans l'induit, il démarre sous charge. Mais, au moment du démarrage, le courant total est environ double du courant nécessaire pour obtenir le même couple en marche normale et le facteur de puissance s'abaisse à 60 p. 100. Malgré le progrès réalisé, ces conditions nous paraissent encore peu favorables à remploi des moteurs asynchrones simples pour la traction. L'avenir amènera sans doute de nouveaux et plus décisifs perfectionnements.

Moteurs synchrones, — Un moteur synchrone n'est autre chose qu'une génératrice fonctionnant en réceptrice à la même fréquence que la génératrice. Si l'on suppose le démarrage effectué au moyen d'accumulateurs, comme on le verra plus loin (p. 334], et le synchronisme atteint, un moteur synchrone bien établi, c'est-à-dire présentant une réaction d'induit très faible, peut fort bien supporter des variations de charge importantes sans se désynchroniser. La phase relative de sa force électromotrice par rapport à celle du réseau varie seule ; sans entrer dans le détail des propriétés de ces moteurs, dont l'un de nous a donné ailleurs un exposé complet % il nous suffira de dire que la loi de variation du couple en fonction de la phase donne lieu à une courbe analogue à la courbe de couple de la figure 691, où Ton supposera que les abscisses représentent la différence de phase de la réceptrice par rapport à la généra* trice ; la différence de phase correspondant au maximum de la puissance est en général voisine d'un quart de période.

Ces moteurs n'ont pas été essayés jusqu'ici pour la traction; il est permis de supposer que la force vive considérable emmagasinée dans une automobile ou un train en mouvement amortirait suffisamment les variations de vitesse au moment de l'attaque d'une rampe pour qu'il n'y ait pas désynchronisation ; mais l'expérience seule pourrait donner un renseignement précis à cet égard.

Avantages et inconvénients des moteurs polyphasés comparés aux moteurs à courant continu. — Nous pouvons compléter maintenant les remarques faites plus haut sur les avantages et les inconvénients des moteurs à champ tournant.

Les critiques ou objections que Ton adresse ordinairement à la traction par courants polyphasés s'appliquent les unes au mode de distribution, qui exige forcément trois conducteurs, dont deux au moins différents des rails, les autres aux propriétés particulières des moteurs ; ce sont ces dernières que nous considérerons plus spécialement ici.

' Les moteurs synchrones, par A. Blondel, Paris, 1895.

Gomme on Ta vu au chapitre Y, les moteurs polyphasés sont à peu près équivalents comme poids spécifique et comme rendement aux moteurs à courant continu.

Le principal reproche qu'on leur a adressé est Tinsuffisance alléguée de leur couple de démarrage par rapport au couple normal. Hais cette critique résulte d'un malentendu; car elle s'applique seulement à l'hypothèse où Ton conserve même enroulement et même voltage d'alimentation qu'en régime normal. En effet, dans ces conditions, le couple, au lieu de croître plus rapidement que le courant comme dans un moteur à courant continu excité en série, varie plus lentement. En outre, si Ton veut se réserver une grande augmentation de Teffort de traction aux fortes charges et aux démarrages, il faut admettre en régime normal un courant déwatté considérable, dont les inconvénients sont très grands dans les distributions d'énergie. Il en résulte, en effet, que, pour produire une certaine puissance électrique effective, il faut une puissance apparente bien supérieure et un courant total plus fort, à voltage efficace égal, que s'il s'agissait d'un courant continu^ Un moteur polyphasé de 10 ou 12 pôles avec entrefer de 2 mm., fonctionnant dans ces conditions, ne peut guère dépasser aux charges moyennes un facteur de puissance de 0,75 ; le courant sera donc de

f^-=s— l) = 33 p. 100 supérieur à la valeur nécessaire. Le décalage rendra l'effet de cette augmentation de courant encore plus sensible sur les alternateurs de la station génératrice, dont le voltage se trouvera très déprimé, et forcera de leur donner une puissance de production supérieure d'environ 50 p. 100 à la puis sance effective. D'ailleurs, comme on ne peut réduire la puissance consommée sur les rampes par une réduction de vitesse, ainsi qu'on le fait avec les autres moteurs (p. 102), cette puissance effective est elle-même plus grande qu'elle ne serait dans une installation à courant continu. Pour tous ces motifs, les frais d'établissement se trouveront considérablement accrus et pourront, pour des lignes à déclivités variées, réduire beaucoup l'économie du système. Mais ces inconvénients peuvent heureusement être très réduits

* Cf. A. Blondel, Note sur le courant déwatté, présentée au Congrès International des Électriciens à Genève, août 1896.

par remploi de la méthode de variation d*excitation par changement de voltage ou de celle de commutation des inducteurs, décrites précédemment ; ces dispositifs permettent, au prix d'une légère complication, de faire travailler les moteurs normalement avec une induction assez faible et un facteur de puissance de 0,80 à 0,80 pour un entrefer de 1 à 1,5 mm., tout en se réservant la possibilité de renforcer le champ magnétique lorsque cela est nécessaire.

L'accroissement de couple qui résulte d'un semblable renfor-* cément, étant sensiblement proportionnel au carré du flux (p. 299), est même beaucoup plus important relativement que dans un moteur à courant continu à champ saturé.

Ainsi employés, les moteurs polyphasés n'exigent plus qu'un accroissement assez faible (25 à 35 p. 100) de la puissance des génératrices par rapport à celle d'une installation à courant continu. D'autre part, ils présentent pour une exploitation à vitesse constante les mêmes commodités que les moteurs à courant continu, en particulier l'aulo-régulation de vitesse et la récupération automatique de Ténergie. Enfin, silon adopte le système du changement du nombre des pôles ou celui du groupement en cascade, qui permettent de réaliser deux vitesses différentes, un équipement polyphasé devient sensiblement équivalent à un équipement à deux moteurs shunt réglés par la méthode série-parallèle ; les démarrages obtenus à Faide du rhéostat consomment de l'énergie inutilement, mais il en est de même pour les régimes correspondants des moteurs à courant continu dans la méthode série-parallèle.

Compris de cette façon, le moteur polyphasé est, nous le répétons, à peu près aussi léger et aussi peu encombrant qu'un moteur à courant continu S et présente un aussi bon rendement.

La construction des organes, sans être plus simple ni plus robuste, ainsi qu'on Ta dit quelquefois d'une manière intéressée et fort exagérée, peut être rendue aussi pratique, comme nous l'avons signalé (t. I, p. 242 et 249), par un choix convenable des dispositions. Les enroulements induits sont à basse tension ; il n'y

* Cette légèreté peut être d'autant plus grande qu'on n'est pas gêné ici par la réaction d'induit et qu'on peut, par conséquent, mettre peu de cuivre sur les inducteurs relativement à l'induit.

a lieu à Temploi d'une haute tension que dans les enroulements inducteurs, qui peuvent être choisis fixes. L'emploi sur Tarbre de trois bagues qui ne demandent aucun entretien* et ne présentent pas d'usure sensible, au lieu d'un collecteur compliqué comme construction et comme isolement et coûteux d'entretien, constitue à l'actif des moteurs polyphasés un avantage pratique précieux * .

Il est vrai qu'en cas d'accident aux inducteurs, le bobinage de ceux-ci est à refaire ; mais cette réparation est facile lorsqu'on emploie le bobinage Ëickemeyer ou le bobinage à emboîtement (voir 1. 1, p. 244). Quant à l'induit, si on le bobine en barres massives, il n'exige aucune espèce de soins.

Si l'on excepte le cas des bobines brûlées, on peut donc dire que l'entretien des moteurs polyphasés se réduit à celui des coussinets. Mais ces derniers demandent une surveillance plus grande pour ces moteurs que pour ceux à courant continu; car, ainsi qu'on l'a vu (p. 291), la condition essentielle pour leur bon fonctionnement est que l'entrefer soit très faible ; dans ces conditions, une usure de 1 mm. sur les coussinets peut suffire à amener un grippement entre l'inducteur et l'induit. C'est là, à notre avis, un des plus sérieux obstacles à l'adoption des moteurs à champ tournant sur les grands réseaux de tramways, où Tentretien du matériel roulant doit être aussi réduit que possible.

Cas d'emploi des moteurs à courants alternatifs dans la traction électrique. — Les résultats pratiques obtenus sur le tramway de Lugano et le chemin de fer du Gornergrat prouvent que l'emploi du matériel polyphasé est possible dans des cas spéciaux favorables, et Ton doit féliciter MM. Brown, Boveri et C*® d'avoir réalisé cette démonstration sans se laisser arrêter par des critiques et des objections qui paraissaient, il y a peu de temps encore, irréfutables. Les indications qui précèdent montrent, d'autre part, que les moteurs polyphasés peuvent satis-

* On ne peut se passer de trois bagues sur les moteurs de traction, parce que, d'une pari, les moyens proposés pour introduire des résistances fixes dans Tinduit sont inapplicables aux moteurs placés sous une voiture et que, de l'autre, ils ne permettent pas une variation suffisamment graduée de la TÎtesse ; mais ces bagues ne constituent pas par elles-mdmes un organe délicat.

faire convenablement aux exigences techniques de la traction au point de vue du démarrage et de la régulation. L'emploi des courants alternatifs est d'ailleurs désirable pour réduire Télectrolyse des conduites souterraines.

Mais il ne faudrait pas pour autant, croyons-nous, se laisser entraîner à penser que le moteur polyphasé va remplacer dès aujourd'hui le moteur à courant continu dans les grandes installations de tramways urbains. Indépendamment des causes spéciales d'infériorité que nous venons de signaler, la nécessité de deux fils de trôlet pour la distribution du courant aux voitures, avec la complication de croisements et d'aiguillages qui en résulte, et la résistance qu'opposent au passage des courants alternatifs les rails en fer, par suite de phénomènes d'induction bien connus, constituent un obstacle si grand à l'adoption de ce matériel sur ces réseaux qu*on ne peut raisonnablement le recommander en pareil cas : l'expérience américaine a trop bien condamné la complication du double trôlet pour que le changement de moteur suffise à la faire revivre, et, d'ailleurs, le courant continu à 500 volts est, en général, bien suffisant pour ce genre d'application.

Un autre obstacle très grave réside dans les perturbations fort importantes que les courants alternatifs produisent dans les réseaux téléphoniques et qui exigent non seulement le doublement mais encore la mise en terre de tous les fils téléphoniques, comme on le verra à l'appendice n^ 2. Dans la très petite installation de Lugano, les perturbations sont devenues supportables après le doublement des fils parce que les lignes téléphoniques n'ont que de courtes parties parallèles à la voie ; mais il n'en serait plus ainsi dans une grande ville. La nécessité de trois fils isolés ne permettrait remploi des courants polyphasés qu'à condition de les distribuer par conduites souterraines avec retour par les rails.

C'est surtout sous la forme monophasée que les courants alternatifs pourraient alors être employés dans les réseaux urbains quand on aura trouvé un moteur qui permette de les utiliser convenablement au démarrage, c'est-à-dire qui produise un bon couple sans demander un courant trop fort relativement au courant normal, ni décalé d'une façon trop sensible par rapport à la force électromotrice.

Il ne faut pas oublier, non plus, qu'à voltage égal les courants alternatifs sont beaucoup plus dangereux pour les personnes et le s animaux que le courant continu. On ne pourrait donc, dans les villes, où Ton limite à 600 volts la force électromotrice d*un courant continu, accepter plus de 150 ou 200 volts en courants alternatifs^; c'est seulement sur les voies à plate- forme séparée qu'il serait possible de dépasser ces chiffres sans inconvénient.

Le champ d'action des moteurs alternatifs dans la traction électrique nous paraît donc devoir être limité jusqu'à nouvel ordre aux lignes situées hors des villes, en particulier aux lignes de chemin de fer à aiguillages et croisements peu nombreux et à trafic peu variable'. L'emploi direct des courants polyphasés est alors très facile et présente un réel intérêt économique : on a trouvé, par exemple, dans un projet comparatif dressé pour la ligne de la Jungfrau% que les frais totaux d'installation s'élèveraient à 3 160 fr. par cheval avec le courant continu et à 2 030 francs avec les courants triphasés à 5 700 volts primaires.

Sur les chemins de fer à plate-forme séparée, les trois courants peuvent être distribués aisément par trois rails ou conducteurs isolés alimentés par des transformateurs rapprochés; les moteurs, tournant plus vite, peuvent réaliser des valeurs de rendement et de facteur de puissance plus élevées; enûn, lorsque la traction se fait par des locomotives, où les moteurs placés au-dessus du truck sont faciles à surveiller et travaillent dans les mêmes conditions que dans une installation fixe, le problème de leur entretien et de leur régulation est résolu de lui-même et ne peut faire naître d'hésitation. Aussi, enhardis par leurs premiers succès, MM. Brown, Boveri et G*^' ont-ils entrepris Tinstallation, d'après le même système, de deux nouvelles lignes allant Tune de Stanssladt à Edelberg, l'autre de Burgdorf à Thun. La première a environ 29 km. de longueur avec de^ déclivités assez faibles pour permettre la traction par simple adhérence; la seconde n'aura pas moins de 35 km., dont plus de 2 km. présentant des rampes supérieures à 25 p. 100, et sera exploitée par des locomotives à crémaillère analogues à celles de la Jungfrau.

La Compagnie Thomson-Houston de son côté, sans avoir encore établi de ligne de ce genre en Amérique où l'on tient aux matériels c standardisés », vient d'en installer une en Italie : le chemin de fer d'intérêt local de Varese, ali-

* L'arrôté réglementaire du 15 septembre 1893 n'admet même que 120 volts.

' Il est à remarquer, en effet, que l'ccartement et la puissance individuelle des transformateurs limitent la puissance disponible sur les conducteurs (secondaires) de trayail •t que, pour ce motif, ce mode de distribution ne présente pas la même flexibilité que la distribution directe k courant continu. Par contre, il est plus facile d^accroître ultérieurement la capacité de la ligne en augmentant le nombre des transformateurs.

* Projet de MM. Wuest-Kunz et L. Thormann.

mente parcourants triphasés à 6 000 volts et 45 périodes, comprend deux tronçons, Tun d'environ 30 km. avec des rampes deO, 045, et l'autre de 8 km. environ s'élevant à flanc de coteau avec de nombreuses courbes et une rampe continue de 0,06 à 0,0725 sur plus de 6 km.

Dans ces conditions, Temploi des moteurs polyphasés est actuellement parfaitement rationnel.

Lorsqu*au contraire il s'agit d*un tramway urbain, cet emploi peut inspirer encore quelques inquiétudes et faire préférer la solution consistant à recourir à une transformation supplémentaire permettant d'employer sur la voie ferrée du courant continu avec le matériel ordinaire, qui a Tavantage d'être aujourd'hui très répandu et très perfectionné.

C'est à cette dernière méthode que s'en tient jusqu'ici la pratique américaine, bien que les grandes maisons de construction des États-Unis établissent aujourd'hui des moteurs polyphasés de premier ordre et aient fait de sérieux essais de traction à l'aide de ces moteurs. Tous les chemins de fer électriques d'intérêt local installés en Amérique dans le cours des dernières années ont un matériel à courant continu, alimenté soit directement, soit par des sous-stations où des commutatrices convertissent dans ce but les courants triphasés qu'elles reçoivent d'une ligne de distribution primaire. Gomme exemples particulièrement importants de ce mode d'alimentation, nous pouvons citer les lignes de Portlaud, de Sacramento et Fresno, de Minneapolis-Saint^Paul, de Lowell- Nashua et des centres voisins des usines hydro-électriques du Niagara, en particulier celle de Niagara Falls-Buffalo. Une ligne nouvelle en construction de près de 100 km., dans TUtah, sera alimentée de même. En Europe, on peut signaler déjà comme application de ce procédé la ligne suburbaine de Dublin- Dalkey, longue de 13 km., lestramways de Rome, Marseille (projet), etc.

Sur les chemins de fer métropolitains, les arrêts étant très fréquents et les démarrages devant être très rapides, cette méthode est la plus rationnelle. Aussi est-ce elle qui va être employée pour la nouvelle ligne métropolitaine de Londres, le Central London Railway ; cette ligne tubulaire, qui a 10,5 km de longueur, sera alimentée par une seule usine de 2 600 chevaux située à l'une des extrémités ; la distribution primaire sera faite en courants triphasés de 25 périodes à la tension de 5 000 volts, que 4 sous-stations réparties le long de la ligne transformeront en courant secondaire continu à 500 volts ; la faible hauteur du tunnel a forcé d'adopter, au lieu de voitures automobiles, des locomotives basses munies de 4 moteurs à commande directe ; chacune de ces locomotives pèsera 45 t., exercera un effort au crochet de G 350 kg. et remorquera à la vitesse de 23,3 km : h. des trains de 7 voitures de 15 t. offrant en tout 336 places.

L'emploi des convertisseurs tournants présente, quoi qu'on fasse, un inconvénient sérieux, c'est la nécessité d'une surveillance et d'un graissage périodique, entraînant l'obligation de placer ces

appareils dans de véritables sous-stations, coûteuses de construction et d'exploitation. On obtiendrait bien, il est vrai, une très grande réduction de ces sujétions par l'emploi des remarquables convertisseurs Leblanc et Hutin, dans lesquels le collecteur est le seul oi^ane mobile et le calage des balais est automatique, ce qui permet d'abandonner ces appareils à eux-mêmes pendant toute la journée ; mais il faudrait néanmoins aller les visiter et les mettre en train une fois par jour. Cet inconvénient ne disparaît complètement que si Ton accepte l'emploi des moteurs alternatifs, rendant possible Tadoplion de transformateurs sans organes mobiles, qui peuvent être placés dans de simples bottes ou dans des kiosques le long des voies desservies.

Équipements mixtes. — Au lieu d'effectuer cette conversion du courant dans des sous-stations, on peut la réaliser sur les voitures elles-mêmes. C'est

Fig. 722. — Train formé d'automobiles à équipement mixte pour courants alternatifs

et courant continu.

ce que se sont proposé, par exemple, la maison Siemens et Halske^ et, plus récemment, M. Déri^. Leur système consiste adonner à chaque automobile D (fig. 722) deux équipements complets montés sur des essieux difiërents et formés, Tun de deux moteurs à courants alternatifs W, l'autre de moteurs à courant continu g excités en dérivation, auxquels on adjoint une batterie d'accumulateurs E. Celle-ci sert à alimenter les moteurs à courant continu au démarrage (pendant lequel on met les moteurs alternatifs hors circuit) et sur les fortes rampes. Pendant le reste du temps, ce sont les moteurs à courants alternatifs qui produisent l'efTort de traction normal, ainsi que Teffort supplémentaire nécessaire pour entraîner les moteurs à courant continu ; ceux-ci, travaillant alors en génératrices, rechargent la batterie : à cet effet, la f. é. m. des moteurs à courant continu à la vitesse normale, très voisine du synchronisme des moteurs à courants alternatifs, doit être celle qui convient pour charger les accumulateurs à leur courant normal de charge ; lorsque la batterie est complètement chargée, sa f. é. m. faisant équilibre à celle des moteurs, elle ne reçoit plus aucun courant ; mais, au moindre ralentisse ment, elle se décharge dans les moteurs et contribue ainsi à la traction, soit

* Brevet allemand du 6 mars 1807.

* Bleklrotechnische Zeitschrifl, 5 août 1897.

partiellement, soit totalement. Ce dispositif permet de supprimer les aiguillages et les courbes sur la ligne de distribution, puisque la voiture peut se passer de courants alternalifs en ces points ; on peut même dans les gares supprimer toute prise de courant.

Cet ingénieux procédé, qui, comme tous les systèmes à courants alternatifs, convient seulement aux lignes non urbaines, se prête à l'emploi des moteurs monophasés et constitue ainsi une solution intéressante du problème de la traction sur longs parcours. Mais il ne faut pas se dissimuler que l'adjonction d*une batterie d'accumulateurs et l'emploi d*un double équipement donnent lieu à une augmentation de poids et de prix qui nous paraissent prohibitives; en oulre, la charge des accumulateurs par Tintermédiaire d'une transmission de ce genre est très peu économique, car, les pertes des deux moteurs et de leurs engrenages s'ajoutant, on ne peut guère compter recueillir dans la batterie que 50 à 60 p. 100 de l'énergie fournie au moteur alternatif, déduction faite de celle qui sert à la traction.

On trouverait, croyons-nous, sur les chemins de fer électriques à déclivités peu variées, une solution à la fois moins dispendieuse d'installation et de meilleur rendement dans l'emploi déjà signalé (t. I, p. 236) des moteurs à courant continu comme moteurs synchrones à courants alternatifs ^ en même temps que comme commutatrices à bon rendement pour la charge des accumulateurs; un interrupteur automatique, facile à imaginer, couperait de lui-même l'arrivée du courant alternatif dès que, par suite d'un ralentissement accidentel ou voulu, la vitesse tomberait au-dessous de celle qui correspond au synchronisme. Sur une locomotive électrique, la batterie d'accumulateurs pourrait même être remplacée, comme nous l'avons dit (t. I, p. 237), par un convertisseur tournant fournissant du courant continu seulement pendant les démarrages et par suite avec un faible échauffement relatif *.

* En admettant pour les moteurs tétrapolaircs une Titesse normale de 900 tours par minute, qui n*a rien d'exagéré sur un chemin de fer, ces moteurs pourraient être alimentés par des courants alternatifs à la fréquence de 30 périodes par seconde.

* Pour être complets, nous mentionnerons encore un curieux système de M. Leblanc, qui est en essai sur une automobile de la Compagnie du Nord, pour éviter les difficultés d*entretlen des moteurs à courant continu par la transformation de ceux-ci en moteurs à champ tournant. A cet effet, chaque moteur comprend un induit extérieur fixe et un inducteur intérieur mobile, construit comme celui des dynamos Siemens à pôles intérieurs. Le collecteur, placé dans la cabine du mécanicien et entraîné par un petit moteur spécial à vitesse réglable, est construit comme celui d'une machine Gramme, mais chaque touche est réunie à une bague isolée placée sur le môme arbre. De ces bagues partent des câbles réunis aux sections de Tinduit. Lorsqu'on fait tourner le collecteur et qu'on Talimente en courant continu par ses balais, il se produit donc dans Tinduit un champ tournant qui entraîne l'inducteur synchroniquement. Nous n'insisterons pas sur ce système qui, malgré son extrême ingéniosité, ne nous parait pas appelé à un avenir pratique par suite de sa trop grande compUcation et du nombre insuffisant de touches au collecteur qu'il permet.