CHAPITRE VI

Traction électrique par voitures automotrices : tramways à accumulateurs. — Description succincte du système : batterie, commutateurcoupleur ; durée des plaques. — Avantages de ce système. — Prix de premier établissement : prix par voitures en service. — Prix de revient de la voiture-kilomètre en France, en Belgique, en Amérique. — Récupération de l'énergie dans les pentes, avec les voitures à accumulateurs : étude théorique. — Dépense d'énergie avec une voiture sans récupération et une autre avec récupération. — Rendement pratique des voitures à accumulateurs avec récupération. — Système mixte : fil aérien combiné avec les accumulateurs ; marche mixte avec dépôt de la batterie d'accumulateurs. — Avantages du système mixte.

Traction électrique par voitures automotrices.

— D'après la définition que nous avons donnée au début, la voiture automotrice est celle qui transporte, avec elle, Ténergie qui alimente ses moteurs. Ces voitures ont l'avantage très grand de pouvoir rouler sur une voie ferrée quelconque.

Dans cette catégorie se rangent les tramways à accumulateurs et les voitures routières; on peut également y classer certain genre de véhicule (locomotive et voiture automotrice système J.-J. Hcilmann). .

Nous nous occuperons actuellement des tramways à accumulateurs qui seuls, jusqu'à présent, sont dans la pratique courante.

Tramways à accumulateurs. — Les premiers essais ont été tentés par M. Philippart, en 1890 ; à cette époque, l'accumulateur n'était pas aussi perfectionné qu'aujourd'hui et le prix de revient obtenu par la voiture-kilomètre fit aban-

donner ce système pendant quelques années. Après divers essais, ce n'est seulement que vers i893 que quelques lignes furent exploitées régulièrement avec ce système. Ce furent

Fio. 200. — Station de charge à SaÎDl-Ojen.

les lignes de La Madeleine à Saint-Denis et de TOpéra à Saint- Denis.

Fifl. 201. --Tableau de charge desballeries d'accumulateurs.

Le principe employé consiste à charger, dans une station centrale {fig. 200-201), la batterie d'accumulateurs, qui est

ensuite placée sur la voiture, où elle alimente les moteurs commandant les essieux par engrenage {fig. 202).

L'exploitation des lignes mentionnées est faite par des batteries composées de 108 éléments à 11 plaques de 200 X "00 millimètres. Ces éléments sont répartis en douze caisses, dont six placées de chaque côté de la voiture. Le poids total de la batterie estde 3.000 kilogrammes, etsacapacitépeut fournir le courant nécessaire pour parcourir 50 kilomètres sur rails Broca et sur un profil moyen.

L'un des inconvénients de ce système, tel qu'il nst pratiqué

dans l'exploitation de ces lignes, est le rechargement de la batterie, qui, une fois épuisée, doit rentrer au dépôt, à la station de charge, pour f-tre échangée contre une batterie qui a été chargée pendant le temps do travail de la première : de aorte que, pour chaque voiture, il faut une batterie de réserve, soit deux batteries pour le service journalier de chaque voiture {fig. 202).

Aussi est-ce de cecôléquese portent les améliorations qui sont tentées. C'est ainsi que la Société exploitante (Société du Travail électrique des Métaux), pour le compte do là Compagnie des tramways Nord, a l'intentionile remplacer

ce qui existe actuellement par une nouvelle disposition qui sera plus commode que la précédente : la batterie d'accu-

Fio. 203. — Truck à boggie

des voitures à accumulateurs [premier type).

Ligne Saiot-Deuis-Op^ra.

mulateurs est placée dans une caisse, suspendue au chflss

de la voilure entre les deux essieux moteurs (/îy. 206). En combinant cette disposition avec la niétbode de récupération,

dont nous parlerons, il serait possible de diminuer le poids de la batterie, qui serait alors seulement de 2.000 kilogrammes, soit un tiers en moins.

Mais, si ce nouveau système proposé facilite les manœuvres, il ne les supprime pas. Une autre Société, la Société industrielle des Moteurs électriques et & vapeur, qui exploite les quatre lignes partant de La Madeleine et allant & Neuilly et à Levallois- Perret, a adopté le système des accumulateui's dits à charge rapide, qui permettent de recharger en un quart d'heure, au maximum, la batterie, et cela en lui resti-

Fio.205. — Voiliif

tuant ce qu'elle a pu dépenser pendant le voyage complet (aller et retour).

Pour cela, des c&bles feedcrs partent de la station centrale et aboutissent aux terminus les plus rapprochés des lignes où cette recharge a lieu, sans déplacer ta batterie qui reste toujours dans la voiture et qui n'en est retirée que pour faire l'entretien des plaques positives qui peuvent s'user ou se détériorer. Les accumulateurs employés sont du genre Tudor- Mtillér. On n'a jusqu'à, présent aucun renseiguenienl précis sur ce type d'accumulateur dit à charge rapide.

iK8 TRACTION ÉLECTRIQUE

Conumitateor-couplear. — Les diverses manœuvres de ces voitures se font au moyen d'un commutateur-coupleur. Sur tes lignes Opéra-Saint- Denis et Madeleine-Saint- Denis, il y a deux ou quatre sous- batteries, de trois caisses chacune, soit 27 éléments en tension, ce qui donne une ditTérence de potentiel de 50 volts environ à circuit fermé. Le commutateurcoupleur permet de faire les trois manœuvres suivantes :

1' Les quatre sous-batteries sont groupées en quantité, d'oîi une force électromotrice de 50 volts ; ce couplage est employé pour le démarrage ;

2° Deux groupes de deux sous-batleries sont groupés

Fio, 206. — Voilure à accumulateurs (nouveau modèle) aisse d'accu mu 1 aie u Ta placée entre les deux e

moitié en tension, moitié en quantité, d'où une force électromotrice de 100 volts ; ce couplage est employé pour la marche à vitesse normale ;

3' Les quatre aous-batteries sont groupées en tension, d'où une force électromotrice de 200 volts; ce couplage sert pour doubler la vitesse.

Ces manœuvres sont faites au moyen d'un appareil simple qui permet aussi de changer le sens de ta marche en renver-

sant le sens du courant dans les inducteurs des moteurs et aussi de supprimer l'un quelconque des deux moteurs, s'il y survient une avarie. Dans ce cas, la puissance du moteur restant est suffisante pour remorquer la voiture à vitesse réduite.

Dorée des plaques. — Sur les lignes actuellement en service, l'on commence à remplacer les plaques positives après un parcours moyen de 35.003 à 40.000 voitures-kilomètres ; la durée moyenne des plaques négatives est beaucoup plus grande: elles peuvent parcourir 250.000 voitures-kilomètres sans être remplacées.

Du reste, ces chiffres sont très variables, et leur limite tend à être reculée, car elle dépend des progrès qui sont accomplis dans la fabrication des accumulateurs, du genre d'accumulateurs employés, du profil parcouru, eto. Nous ferons, en passant, la remarque que l'exploitation par accumulateurs est faite actuellement sur des lignes d'un profil très accidenté, ce qui n'est pas une condition avantageuse pour la durée des plaques. Sur des profils moyens, cette durée pourrait être augmentée.

Avantages de ce syslème. — Les avantages du système de traction par voitures automotrices à accumulateurs peuvent se résumer de la façon suivante :

1" Indépendance des diverses voitures automotrices ;

2* Sécurité complète dans l'exploitation.

En supposant qu'il survienne un accident ou un arrêt à la station centrale, cela n'influence pas la marche des voitures sur la ligne ;

3** Elasticité dans le service. Si le trafic augmente momentanément, on peut facilement mettre en service les voitures de réserve, et cela à la demande des besoins.

Les avantages énoncés ci-dessus sont plutôt d'un ordre purement commercial ; au point de vue technique les avantages de ce système sont les suivants :

A la station centrale, la marche se fait constamment à

..Va ■4

pleine charge, il en résulte que le matériel moteur et électrique a'a pas à supporter les efforts supplémentaires momentanés, comme cela arrive dans le cas d& la traction par fil de travail aérien ou souterraiii; la constance de la marche se traduit par un minimum de dépense pour Tentretien du matériel de la station.

De plus, il résulte également de cette marche constante à pleine charge que le matériel est mieux utilisé, car il peut travailler jour et nuit. De ce côté. Ton peut donc réaliser des économies dans le prix de premier établissement du matériel qui est aussi réduit que possible. Ce point a sa grande importance pour les charges d'intérêt et d'amortissement du capital à engager dans l'exploitation, qui sont ainsi diminuées. Ce fait compense en partie le défaut que Ton a à reprocher à ce système qui porte un poids mort d'accumulateurs, d'où une dépense d'énergie supplémentaire pour remorquer la voiture.

Dépenses de premier établissement. — Les

dépenses de premier établissement d'une ligne à traction électrique par voiture à accumulateurs sont d'un ordre très intéressant; car, par comparaison, elles permettent d'examiner si Ton a intérêt à employer ce système à la place d'un autre, étant données les conditions de durée de la concession, d'autorisation de placer la ligne aérienne, etc.

Nous prendrons comme exemple le prix qu'a coûté l'éta-, blissement des lignes mentionnées (Opéra-Saint-Denis et Madeleine-Saint-Denis).

L'équipement a été fait pour 25 voitures, Jont 17 seulement sont en service normal.