TT

Fig. 1*25. — Poteaux consoles.

Fig. 126. — Isolateur pour console.

donne une très grande élasticité au fil conducteur au passage des consoles et permet, en même temps, l'emploi d'isolateurs de forme ordinaire. Elle permet également le double isolement, au moyen d'isolateurs-tendeurs semblables à ceux dont nous avons parlé plus haut.

Fig. 127. — Suspension pour t onsole de la Société Alsacienne.

Fig. 128.

Colonnes de support.

Colonnes de support. — Les colonnes de support ont en général une hauteur de 7 m. à 7,50 m. au-dessus du niveau du pavage (»l sont encastrées dans le sol, dans une enveloppe en béton de i,50 m. de hauteur moyenne. Ces colonnes sont soumises à deux sortes d'efforts : l'un vertical et produit par le poids des haubans et (hî ses accessoires, l'autre, et le plus important, horizontal et résultant do la traction produite par ces mêmes haubans. Aux États-

TRAMWAYS ELECTRIQUES A l'ILS AERIENS 279

Unis, on admet que, sous une Irnclion liorizonlale, au sommet, de 360 k^., lu lltVhe nfi iloit pas dépasser 0,10 m, à 0,12 m. et que, sous une traction variant entre 350 et 720 kg., il ne doit en résulter aucune déformation permanente. En France, on semble admettre une tlèclie de 0,12 m. sous un ciïort horizontal de 250 kg., comme base de calcul.

En Amérique, les colonnes de support sont souvent en bois ; mais, en Europe, on emploie ordinairement des tubes en acier à section décroissante {fig. 128).

Lorsque les efforts horizontaux deviennent considérables, les sections à donner aux tubes augmentent beaucoup et le poids des colonnes devient alors important. On a essayé, dans ce cas, d'employer iva supports en treillis qui coûtent moins cher, mais sont d'un aspect peu décoratif et ne peuvent guî're trouver leur emploi qu'en dehors des villes.

Nous citerons, dans cetordre d'idées, les poteaux à base carrée employés à Lyon sur la ligne de tramways de Saint-Fons, et sur la ligne de Rouliaix à Tourcoing ((ig. 129).

Ces poteaux soot composés de quatre cornières frettées à chaud sur des contre-frettes.

Fig. 120.

'•eaos rec langui a ire» Jea tramways do Saint-Funs cl de. Xl<

Fils de firarde. — Ces fils sont destinés à éviter le contact des conducteurs aériens avec les fils télégraphiques ou téléphoniques,

lorsqu'ils viennent à casser.

Ils sont parallèles aux fils du trolley, placés à 0,50 ou 0,60 m.

au-dessus d'eux, et sont soutenus par des haubans isolés.

/^ •. • I *^1 j ' i». X • -^u lieu des fils de crarde,

Garniture isolante des fils aériens. ^ '

on préfère quelquefois isoler les fils aériens eux-mêmes, à leur partie supérieure, en les recouvrant d'un isolant (fig. 130).

Appareils de prise de courant. — Trolleys. — Le courant, produit par la ou les dynamos de l'usine centrale et lancé dans le conducteur aérien, est amené dans les moteurs des voitures par l'intermédiaire d'un appareil spécial de prise de courant, fixé sur la toiture de la voiture et qui porte le nom de trolley.

Cet appareil se compose généralement d'une pièce spéciale maintenue en contact avec le fil conducteur aérien, puis d'une tige, soit en bois, soit en métal, d'environ 3 à 4 m. de longueur, la reliant avec la toiture de la voiture.

Cette tiffe est habituellement in-

clinéc de 30^ sur la verticale, dans u^tn^

le sens inverse de la marche de la — n ^ -^ ^ . W

voiture. C'est cet ensemble qui Fig. 13J.

porte le nom de trolley^ (juoi-

que primitivement cette appellation ne s'appliquât qu'à la roulette en contact avec le fil aérien (fig. 131). Nous ajouterons qu'une corde «, fixée à l'extrémité du système et mise à portée (lu conducteur, permet à ce dernier de replacer l'appareil sur le fil aérien lorsqu'il le quille pour une raison quelconque (manœuvres aux points terminus.

Il y a plusieurs systèmes d(> trolleys, qui peuvent toutefois se diviser en deux grandes catégories :

1^ TrolI(»ys à roues ;

2° Trolleys à frottement.

TRAMWAYS ELECTRIQUES A FILS AERIENS

Au début (le la traction électrique on se servait, comme nous l'avons vu, d'une sorte de navette glissant à l'intérieur d'un tube creux, formant m aérien, muni d'une fente longitudinale inférieure ; cette disposition a été complètement abandonnée, quoiqu'on en trouve encore quelques exemples : sur la ligne de Royat-Clermont-Ferrand et sur celle de Vevey à Cbillon (fig. 112).

1** Trolleys à roue. — Dans cette disposition la prise de courant sur le fil aérien se fait au moyen d'une roulette en bronze de 0,10 à0,15 m. de diamètre, munie d'une gorge de 0,02 m. environ. Cette gorge est quelquefois faite en graphite.

Fig. 132. — Trolley Thomson-IIouston .

La figure 132 représente la disposition du trolley employé par la Société Thomson-IIouston.

Des ressorts horizontaux agissent, au moyen de secteurs, àlex- Irémité inférieure de la tige en fer et forcent la roulette à appuyer fortement sur le fil aérien.

Tout l'appareil est monté sur un axe vertical fixé sur hi toiture de la voiture, ce qui facilite le retournement du trolley aux points terminus ; un léger déplacement angulaire dans le sens latéral est possible, mais il est très faible. C'est par l'axe de rotation de bx

roulette que le courant pOnMrc ilans la tige en fer, et, ensuite dans I les niok'urs de la voiture.

I La <!lompagnie de Fives-Lillo re-

cueille le courant pris par la roulclle, au moyen d'un bloc de cliarbon pressant par un ressort sur le fond de la gorge de la poulie (lig. 133).

La ligure 134 représente une autre disposition assez fréquemment employée aux Ëtats-Unis.

Comme on le voit, ces disposition.s ne permettent qu'un faible déplacement latéral du trolley ; le iil aérien doit donc être forcément placé dmis l'axe de la voie.

C'est une condition qu'il n'est pas toujours facile de réaliser et qui quelquefois entraine des complications coûteuses. Il y avait donc intérêt à étudier une disposition permettant un déplacement latéral assez grand du fil aérien par rapport à l'axe de la voie, déplacement pouvant atteindre même quelques nièlres.

Nous citerons, dans cet ordre d'idées,

Fi«, 133.— Trollo[lplaC''doFiïi;s-Ullc.

le IroUev Dickinson, aiqdiqué pour la première fois aux tramways de Soutli Stalfordsliire en .\iigleterre, ensuite à ceux de Bristol et, depuis, à ceux de Monipellier en France.

TtlAMWAYS ÉLECTUIQUES \ FILS AÉRIEXS SSS

La figure {3o rciin'ScnU; roiiseiiibli! Ju IroUi'y Dickinson. La ligf verticale lixée sur la loiUirr Je la voilure cl représentée en dèlailsur laligure i36, est mobile autour de son axe ; la tige inclinée en métal qui supporte la roulette et qui est fixée au moyen J'une artifulation à la partie supérieure de celle tige verticale.

peut donc prendre dans le plan horizontal toutes les inclinaisons

(lossiblcs par rapport à l'axe de la voie. Quant h la roulette de prise

«le courant (lig^. 137), elle peut également prendre un mouvement

lie rotation autour d'un axe perpendiculaire à sou axe de rotation ;

•Je sorte que finalement la voilure peut prendre jiar rapport au fil

'iu:rien les différentes positions indiquées sur la figure 138. La

liinile extrême est fixée par la [ii'ujecfioii horizontale de la lif^e

'inclinée du trolley.

Nous ajout^-rons enfin que la roulette peut également prendre lilTérentes inclinaisons dans le plan vertical; ces inclinaisons sont mtrdlées par les ressorts inclinés indiqués sur la figure 13li.

28i LA TRACTION MECANIQUE DES TRAMWAYS

2° Trolleys à, frottement. — Nous ne parleroQS pas du troUey à frotteur où la roulette ordinaire esl remplacée par une sorte de

Fig. 130. — Tige verticale du trolley Dickiason.

spatule munie de graphilc servant de prise de courant ; cctl» disposition paraît abandonnée. Nous nous étendrons un peu plus longuement sur le système à archet, employé il y a déjà quel- (|uc temps par Sprague aux États-Unis, puis abandonoé par lui et repris dans ces derniers temps par la Société Siemens et Halske. Il a reçu quelques applications en France.

L'archet a la forme représentée par la figure 139. La partie du lil ab qui est celle qui limîle i!st enveloppée d'une gaine en aluminium m n dool la section est représentée sur la figure ;

Fig. 137. — Roulette du trolley Dicki

l'étendue de prise du courant,

TRAMWAYS ELECTRIOUES A FILS AERIENS 285

celte gaine, en deux morceaux démontables cl réunis par des vis, esl munie à sa partie supérieure de deux rainures dans lesciuelles

Fig. 138.

on inlroduit de la graisse pour lubrifier le fil aérien et en diminuer l'usure. La gaine en aluminium s'use du reste plus rapidement que if fil el se remplace très facilement.

Fig. 139. — Archet.

On a employé également la disposition représentée par la figure 140 ; le contact, dans les alignements droits, se fait sur

la roulette et Tusure est ainsi réduite à son minimum; dans les courbes il se fait sur les parties latérales de rarchet. La disposition de Tensemble est représentée sur la figure 141.

On peut également citer la disposition d'archet de la Compagnie Walker, où la partie ab du fil de Tarchet précédent est remplacée par un petit rouleau monté sur billes et formant prise de courant.

Inutile d'ajouter que Tarchel.

comme le trolley ordinaire, est muni de ressorts horizontaux qui permettent sa variation d'inclinaison dans le sens longitudinal de la voiture.

La largeur ab de l'archet réservée pour la prise du courant est généralement de 1,50 m., soit 0,73 m. de chaque côté de Taxe.

Dans les courbes le fil aérien peut donc former des côtés de polygones beaucoup plus longs, ce qui diminue le nombre des poteaux de support et des haubans de suspension ; le coincement de la roulette, qui est à redouter dans les courbes de petit rayon avec \v système ordinaire, disparaît complètement avec cette disposition.

iSnii

wmmmrnmm

Fig. UI. — Archel avec roulette.

Moteurs des voitures. — Les moteurs qui servent à la propulsion des voitures ont les mêmes dispositions, et leur fonctionnement (»st semblable à celui des moteurs dont nous avons parlé à propos de la traction électrique par accumulateurs ; nous n'v reviendrons donc pas.

Retour du courant. — Le retour du courant aux dynamos génératrices de l'usine centrale peut se faire au moyen d'un second fil aérien avec trolley, posé parallèlement au premier et relié, avec ou sans fecdcrs, aux pôles de la dynamo. Ce système, employé au début (le la traction éleclri(iue, est coûteux et aujourd'hui coniplèlenient abîindonné. On préft're se servir des rails de la voie ronune conducteurs du courant de retour.

(le dernier sysiènie, rvidrniinenl plus écononiiijue, exige

certaines précautions indispensables. Il y a en effet deux choses importantes a considérer : d'abord la section à donner pour récoulement de ce courant de retour, et ensuite, la continuité électrique^ aussi parfaite que possible, du conducteur de retour.

La section à donner aux rails dépend du voltage à maintenir entre les deux extrémités de la conduite de retour. Cette différence de potentiel ne doit pas dépasser o volts (7 volts en Angleterre), dans le but d'éviter les ellets (Vélectrolysc dont nous aurons à parler tout à Theure.

Elle dépend également de la résistance spécifique du rail. Lorsque ceux-ci étaient en fer, on admettait généralement que cette résistance spécifique était huit fois plus grande que celle du cuivre, et, étant donné le poids des rails employés, on admettait également que leur section suffisait largement à l'écoulement du courant de retour, et on s'en tenait là. Actuellement les rails sont en acier d'une certaine dureté, afin d'en diminuer l'usure et d'en prolonger, par suite, la durée. Mais ce métal dur ne peut s'obtenir qu'en combinant avec le fer d'autres métaux, tels c|ue le manganèse, qui augmentent dans une forte proportion la résistance spécifique, ainsi que l'ont démontré des expériences récentes.

La résistance spécifique des rails ne peut donc pas être considérée comme constante ; elle a pour base la composition chimique de ceux-ci. C'est donc à l'expérience seule qu'on peut s'en rapporter dans chaque cas particulier, en mesurant directement cette résistance sur des échantillons prélevés sur des rails.

Il y a lieu aussi de tenir compte des joints des rails qui, malgré les précautions prises pour en maintenir la continuité électrique^ et dont nous parlerons plus loin, augmentent la résistance à l'écoulement du courant d'une manière importante.

La détermination de la section à donner aux rails, relativement à la section des fils conducteurs aériens et des feeders, qui eux ont été calculés pour un trafic déterminé, a été étudiée tout dernièrement par M. Blondel dans un mémoire pubhé dans le numéro du 18 juillet 189G de Y Éclairage Électrique. Il serait trop long même de résumer les différentes considérations qui sont développées dans ce mémoire; mais nous donnerons la

forimile à Iîkjuc^IIc Tauteur est arrivé, formule qui résume soo travail.

Elaut donnés : </, la distance du point d'attache d'un feeder d'alimentation de la lifjne aérienne à la station centrale ;

/?, le poids du rail par mètre courant ;

/', la résistance du fil aérien ;

r\ la résistance du rail ;

d\ la distance du point d'attache du feeder de retour par les rails à la station centrale ;

A', le co(îfficient de résistance dû aux joints ;

3/, 1(» ra[)port entre la perte de charge admise dans le conducteur aérien et le feeder, et celle admise dans les rails et le feeder de l'etour.

La section s du feeder d'alimentation, correspondant à un rail de retour pesant un poids p par mètre courant, ou réciproquement le poids p à donner aux rails de retour de la voie pour un ft^eder d'alimentation dont la surface est 5, sera :

____prfV__, __ 0,0039 c/^VKMjg

* "" 0,003y <f «/•'KM ' ^^ — 1^

Nous pourrons simplilier ces fornmles en faisant certaines hypothèses qui résultent de la praticjue. Ainsi nous pouvons admettn', connue première hypothèse, (jue le rapport -;- = 8 ; que le coellicient de résistance du aux joints est de 1,30 ^= K; que le d = i; enfin que il/= 10. Ce dernier chilTre trouve sa justification dans le fait ([ue, ordinairement, on admet dans le fil aérien une perte de charge de -^ , ce qui, pour un voltage de 500 volts qui est celui liabituellement employé, donne une perte de cliarge de 50 volts. La dilférence de potentiel dans le fil de retour ne devant pas dépasser 5 volts , ainsi que nous l'avons dit , et comme nous rexpli(|uerons plus loin en parlant de l'électi'olyse , le rapport M =4- = ^0- Les fonnules précédentes deviennent alors :

Elles permettent de déterminer le poids, par mètre courant du rail qui devra servir au courant de retour fourni par le feeder et le conducteur aérien dont la surface est 5, ou réciproquement.

TRAMWAYS ELECTBIOL'ES A FILS AERIENS 389

\a conlimdlé éleclriqt4e i\u rail doit Hvv. aussi parfaite que possiblr. iTar toute porto do courant pout èlro la cause d'actions élec- Irolyliquos trî-s graves. Or, c'est aux Joints des rails que se produit U plus grande résistance ft c'est on ces points que les pertes sont le plus £i craindre.

Les éclisscs ordinaîros ne suffisent pas pour maintenir une continuité électi'iquo suFlisanlo ; par suite de l'oxydation, les contacts entre les t-clissos et les rails duvionnent imparfiiils, et, en y ajoutant ic desserrage des boulons, il se produit rapidi/ment des perles de courant considérables.

On supplée à cette imperfection en reliant les rails à l'aide Je fih de cuivre dont la section est calculée de manii-re il maintenir U perle totale de charge admise ; on se base pour cela sur le rapport entre la résistance électrique du rail et celle du cuivre, qui psl généralement de 8, mais qui cependant peut différer de ce chiffre, comme nous l'avons dit, suivant sa composition, et qu'il est lion de déterminer expérimentalement.

Des dispositions doivent être prises également pour assurer d'une maniÎTe parfaite le contact entre le rail et les fils de cuivre aux pointa de jonction, cette surface de contact devant Être liuit fuis plus ^ande que la section du 01.

Nous indiquons ci-aprJ'S tlifférentes dispositions admises dans la pratique.

La figure 142 représente le fil de cuivre serré à sa jonc! ion 0vec le rail au moyen de mandions coniques en cuivre.

Kig. 142.

- El' 1 19 sage

La Société Alsacienne emploie des bouchons en acier, enfoncés frollenicnt dans les rails et au travers desquels péni-trent à leur Llrémité les fils de cuivre (fig. 143).

Nous citerons également le joint employé en Amérique, connu

lUS le nom de Bail bond C/ticai/o, qui donne d'excellents

:lat8. Los extrémités du fil de cuivre (lig. 14i) sont terminées

ir une sorte de tête creuse à l'intérieur de laquelle on fait

pénétrer de force un rivet de forme conique qui assure le contact du fil entre le rail et la tête creuse ; on rabat ensuite les rebords de rouverlure de la tête contre Tâme du rail.

r-\^^^^^rr\ rm nm I cm tm rm ^^:^^.>-^—^

— ^ — ^ — cg3 — I — ^ — ^ — ^J —

Fig. 143. — Eclissage avec bouchons en acier de la Société Alsacienne.

Le joint à boucle, employé sur les tramways de Boston (États- Unis), est représenté par la figure 145. Un manchon en acier assure le contact avec le rail.

UsssssssŒss^t^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^â^

igr-igr-igj — i — lyj ly) lyj

Fig. 144. — Rail bond Chicago.

On augmente le nombre des fils de connexion suivant l'intensité

ilu courant.

JT - im -gn cni I fi"n g^l oti - ^j\. /

\f ' lyi qj 4J ,j. itf yi tyi ' Ij- \

Fig. 145. — Eclissage à boucle.

On emploie depuis quelque temps aux Etats-Unis le Plastic Rail boiid ; dans ce système de joint, ce sont les éclisses qui assurent elles-mêmes la continuité électrique du rail, et leur contact avec celui-ci est obtenu au moyen d'un disque en métal plastique interposé entre les deux surfaces. L'allongement ou la contraction des rails, sous l'influence de la température, ne modifie en rien le contact électriciue, qu'on a soin du reste de rendre aussi complet que possible en décapant au préalable les surfaces de contact.

La meilleure solution pour obtenir um* continuité électrique parfaite pour le retour <lu courant par les rails est évidemment la réunion <le tous ces rails en une seule barre, en les soudant les uns

THAMWAYS ELECTRIQUES A FILS AERIENS S91

avec les autres boul ii bout. Mais il y a alors à leiiir compte des

^'iTorts qui so produisfut dans res longues barres, sous riulluence

des varittUous de température. Il pourra y avoir déformation

MÏe la voie, et ces déformations pourraient amener des déraille-

aneuls. Les efforts produits pourraient mCme Ëlru suilisants pour

-oimeaer la rupture des rails. Ce sont des pliénomî-nes souvent

ihservés sur les voies de cliemin de fer, lorsque les joints sont trop

*'rrés.

La soudure des rails a été employée aux Ltals-Unis dans ces

«■deruièrea années ; elle a été appliquée à Portland et à Saint-Louis

sur un parcours de plus de 5 kilomètres. Malgré les brusques

-%anations de température, la dilatation n'a pas, parail-il, causé

*le dégâts. Quelques soudures ont cédé, mais, une fois refaili-s,

«■Ues se sout aussi bien comportées que les autres ; on a observé

de plus que, lorsqu'il y a des ruplures, ce n'est pas aux joints

qu'elles se produisent.

Celle expérience ne donne pas un résultat complfeleraent satisfaisant ; elle niuntri> cependant (]ue celle voie s'esl mieux com- [lortée qu'une voie de chemin de fer ordinaire dans les mômes conditions. Ceci ne peut évidemment être attribué qu'il la différence de situation de ces deux voies.

Les voies de tramways sontuoyées dans la cbaussée, et, d'après Icft observations de M. Pélissier reproduites dans la Nature', infm« sous des variations de température de 40 à 45°, la liuiile il'éla&ticité du métal n'est pas atteinte'; les rails tendent, dans ce cas, à prendre la température moyenne du sol. De plus, la voie est maintenue par les traverses et par la chaussée, ce qui umpëcbe la propa[!:atiun de la déformation des rails, ou du moins l'attvnue.

Quoi qu'ilensoil, des essais plus nombreux, et surtout d'une plus longue durée, nous paraissent nécessaires avant de prendre parti pour ce procédé et de l'appliquer sur une grande échelle ; il n'a,

■ Voir U Naluit, uuinéro du S février tS9Ë.

t Le coetfieicDl de dilatation de l'ncier étant de 0,000012 el le module UVIasticilû d« 30 000 par mm*, l'cfTort produit dam le rail sera de :

COOOOIÎX 40X20000 = 0,6 kg.

par mm', iaf^rlcur au coeFlicient d'élasticitË de l'ai

(lu reste, d'intérêt réel que pour les lignes à trafic considérable, ayant un courant de retour très intense.

Comme on le sait, cette soudure se fait électriquement, par 1«» procédé Johnson ou par le procédé de la Falk Manufacturing C**; ce dernier consistant à réunir les bouts par un manchon en fer coulé dans un moule fixé aux rails *. La soudure électrique des joints est très coûteuse et revient à 13 ou 20 francs.

Lorsque le courant de retour est important, on réunit les éclissages des rails à un ou plusieurs fils de cuivre formant feeders de retour et placés parallèlement à la voie, suivant les dispositions

Fig. 146. — Feeders du courant de retour.

indi(|uées figure 146. Ces feeders de retour se calcuh^nt suivant les fornmles que nous avons indiquées précédemment.

On voit donc que la résistance du joint du rail est importante, et des expériences constatant, au moyen de chiffres exacts, cette résistance seraient des plus intéressantes ; malheureusement ces expériences sont rares. Nous citerons celles faites par M. R. Dunning et reproduites dans \ Electric Railway Gazette de février 1896.

Dunning a constaté Ténergie perdue à chaque joint, en mesurant l'intensité du courant et la chute de potentiel à ce point.

Le tableau ci-contre donne les résultats obtenus :

• Edairuoe Kleclrlque, numéro du 10 juillet 1897.

TRAMWAYS ELECTRIQUES A FILS AERIENS

EXPERIENCES DE M. R. DUNNiNG

XUIIÉRO de lexpérience.