AVIS IMPORTANT

Art. 4. — Dans aucun cas le sauveteur ne doit toucher un fil sans s'être recouvert les deux mains, soit de gants épais (note C), soit d'étoffes sèche* d'une épaisseur suffisante (note D et D) ; si des rails sont placés sur la voie publique il doit éviter de les toucher, môme avec ses chaussures.

Même les deux mains étant recouvertes conformément aux prescriptions, le sauveteur ne doit dans aucun cas toucher simultanément deux fils différents, et il doit s'abstenir de toute manœuvre qui mettrait la victime en contact avec deux fils différents.

Les personnes étrangères au service, à moins d'être très exercées aux maniements des fils et appareils électriques et d'en connaître toutes le3 causes de danger, ne doivent en aucun cas chercher à établir un court-circuit. Cette opération ne peut être faite utilement et sans danger que par des personnes compétentes.

En se conformant strictement aux précautions indiquées ci-dessus, le sauveteur ne court aucun risque quand bien même il ressentirait accidentellement quelques secousses.

Note A. — Le bois est conseillé parce qu'il est mauvais conducteur de l'électricité et intervient comme corps isolant; si le manche en bois renferme une tige centrale métallique, il est nécessaire que cette tige soit complètement enveloppée de bois et n'apparaisse sur aucun point.

Note B. — 11 suffira souvent de retirer sa veste, son paletot, etc., et de le mettre sens devant derrière, les mains restant à l'intérieur des manches qui devront être tamponnées pour former une forte épaisseur entre la peau et le contact à faire.

Si on a une blouse on se l'enroulera autour de la main droite, et autour de la main gauche on enroulera un mouchoir, un gilet, etc.

Note C. — Gants en laine compacte, de préférence genre moufle, au besoin plusieurs paires de gants.

Note D. — Renseignements sur la valeur isolante des étopfes et des vêtements.

Etoffes. — Les étoffes à employer doivent être bien sèches; les plus convenables sont celles en laine ; la flanelle et les couvertures en laine sont particulièrement convenables.

Les étoffes en fil, en coton, sont moins convenables surtout en raison de leur faible épaisseur; avec une épaisseur minimum de 5 millimètres on a toute garantie même avec les étoffes les moins convenables.

Vêtements. — Par analogie de tout ce qui vient d'être dit, il faut prendre les draps en laine compacte de préférence, et, dans le cas d'emploi de blouses de coton ou de toile, s'arranger pour avoir largement l'épaisseur minimum indiquée.

sions de 50 à 60000 volts '. Il est clair que de telles tensions facilitent considérablement les transports de force, môme à très longue distance (150 à 200 kilomètres). En revanche, des précautions sérieuses doivent être prises pour assurer l'isolement et la protection des conducteurs. Les nombreuses installations avec hautes tensions faites dans ces dernières années démontrent que ces difficultés peuvent ôtre toujours résolues et que, en définitive, les hautes tensions, employées directement ou indirectement, sont parfaitement compatibles avec les exigences si diverses d'un service public de transport.

Evidemment les hautes tensions ne devront être recherchées que si elles sont nécessaires pour la distribution que Ton a en vue. D'ailleurs, certaines considérations peuvent intervenir pour les limiter, notamment celles des canalisations. Si. par exemple, on doit effectuer la distribution de l'énergie par des câbles isoles. on ne pourra guère dépasser 15 000 volts, les câbles usuels étant déjà très coûteux pour 10 000 volts et nécessitant, pour des tensions supérieures, des épaisseurs d'isolant qui rendent le câble peu maniable.

S'il s'agit de câbles nus sur isolateurs il n'y a plus de difficulté, les constructeurs livrant couramment des isolateurs qui peuvent supporter de 50 à 60000 volts.

Avec de très hautes tensions, la distinction entre courants continus et courants alternatifs n'a plus grand intérêt. Dans ces dernières années les hautes tensions ont été plutôt l'apanage des courants alternatifs. Mais cela tient surtout à ce que les courants alternatifs peuvent être obtenus facilement à des tensions très élevées, soit que l'on ait recours à des machines à haute tension (jusqu'à 20000 volts) soit que l'on fabrique des courants alternatifs à tension relativement basse et que l'on relève celle-ci avec des transformateurs statiques.

* La Missouri River Company vient d'effectuer un transport de forte à lOi kilomètres avec une tension de 50 000 volts.

Les dynamos à courant continu donnent, au maximum, de 3 à 4000 volts; si l'on voulait augmenter celle tension il faudrait recevoir le courant dans une autre dynamo, qui ajouterait sa propre tension à celle du courant et rendrait ce dernier à une tension double. C'est là ce que Ton appelle monter les dynamos en série et Ton conçoit qu'en prenant un assez grand nombre de dynamos on pourrait arriver jusqu'à 30 et 40 0.00 volts. Il n'est donc pas impossible d'envisager la production et la distribution de courants continus à de très hautes tensions. M. Thury, qui préconise ce système, fait môme observer que la distribution de l'électricité est, dans ce cas, beaucoup plus simple, car elle peut être faite par un circuit en boucle sur lequel les récepteurs seront également montés en série et qui ne nécessitera, par suilc, qu'un seul fil. On évite ainsi les courts circuits que produisent si souvent, sur les lignes triphasées, les branches d'arbres tombant accidentellement sur les fils.

Fréquences. — Dans une distribution par courants alternatifs il y a lieu de considérer, comme nous l'avons déjà fait remarquer, non seulement la tension du courant, mais aussi sa fréquence, c'est-à-dire le nombre de périodes par seconde. On peut fabriquer des courants alternatifs à fréquence extrêmement élevée. M.d'Arsonval, qui a spécialement étudié les courants à haute tension et à fréquence élevée, a montré combien ces courants différaient de ceux qui sont employés dans les applications ordinaires de l'électricité à la Iraction1. Alors que M. d'Arsonval utilise des courants dont le nombre de périodes par seconde s'élève facilement à plusieurs millions, on atteint rarement, pour l'alimentation des chemins de fer et des tramways, 50 à 60 périodes. Une fréquence aussi élevée est même aujourd'hui à peu près délaissée. On la

1 II n'en résulte pas que les courants à haute fréquence ne pourront être utilisés, un jour, pour la traction. Il est au contraire parfaitement possible qu'ils donnent une solution extrêmement intéressante de la traction sur voie ferrée, combinée avec e transport de l'énergie à très longue distance.

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justifiait, autrefois, par des raisons d'ordre spécial comme, par exemple, la nécessité d'employer une partie du courant à l'éclairage (wagons, gares, voie, etc.). Mais d'abord l'expérience a prouvé que, même avec du courant à 25 périodes, on pouvait alim enter convenablement des lampes à incandescence et même des lampes à arcs. La diminution de la fréquence, qui présente des avantages sérieux au point de vue de la production dans les usines, de la distribution et de la transformation a donc pu être avantageusement réalisée. Aussi rencontre-t-on la fréquence 25 dans un grand nombre d'installations où l'énergie est produite initialement sous forme de courants alternatifs (Métropolitain de Paris, Chemin de fer de l'Ouest, Elevatedde New- York, etc.). Mais on a souvent intérêt à descendre encore plus bas et nous verrons que, pour un certain nombre de lignes, on a eu recours à des fréquences de 13 à 16. A cette fréquence, les lampes à arc ne fonctionnent plus du tout et les lampes à incandescence usuelles ne donnent qu-une lumière vacillante. Il faut donc alimenter autrement les circuits d'éclairage. Toutefois certaines lampes à incandescence à bas voltage ont une inertie calorifique telle, qu'elles donnent encore l'impression d'une source lumineuse à intensité constante. Mais, en raison de leur bas voltage, on ne peut les employer que montées en série.

Alimentation des lignes de distribution. — a) Lignes à courant continu. — Si la ligne est peu étendue et que l'on puisse installer l'usine à proximité, il suffira de déverser directement le courant de l'usine dans la ligne, en reliant le conducteur au pôle positif du tableau et les rails au pôle négatif (Berlin).

Mais une distribution aussi simple n'est possible que dans des cas très limités, car la grande consommation d'électricité que font les chemins de fer entraine, dans les conducteurs de distribution, des pertes de charge rapides. Si l'on considère, par exemple, une ligne de 4 kilomètres de longueur, avec quatre

trains en service consommant chacun, en moyenne, 200 ampères et que Ton suppose l'électricité distribuée par un rail isolé pesant 40 kilogrammes au mètre courant, la perte de tension à l'extrémité du rail sera de 60 volts et la perte d'énergie, par an, atteindra 237000 kilowatts-heure, soit une dépense de 28440 fi\, en comptant l'électricité à 0,12 fr. seulement le kilowatt-heure.

Le double inconvénient dû aux pertes de tension peut donc devenir facilement très sensible.

Pour l'atténuer on reliera l'usine à la ligne, non pas seulement en un seul point, mais à plusieurs convenablement choisis, d'après le profil en long, par des feeders. Ceux-ci ne sont autres que des conducteurs spéciaux, n'effectuant aucun service en cours de route et jouant exclusivement le rôle d'alimcntateurs. On peut constituer les feeders soit par des câbles, soit par des rails isolés (Chicago), sauf le cas d'une voie trop encombrée. Les feeders partent du tableau de distribution de l'usine où il sont commandés généralement par un interrupteur automatique qui coupe le courant dès que son débit devient excessif, ce qui peut arriver, par exemple, au moment d'un court circuit sur la voie. Il est bon également, pour faciliter les réparations, d'avoir un interrupteur à la jonction du feeder et du rail de distribution, afin de pouvoir, en cas de réparation, isoler complètement le feeder.

Si, dans une distribution, l'énergie élcclriquc est à bon marché et que, par suite, la préoccupation dominante soit d'assurer une bonne répartition de la tension sur la ligne, on peut employer des feeders de petite section à la condition d'installer sur leur trajet des survolleurs (chemin de fer de Grenoble à Chapareillan}. Un survolleur n'est autre qu'un moteur électrique actionnant une dynamo génératrice que traverse le courant du feeder et qui ajoute sa propre tension à celle de ce dernier. Si, par exemple, on perd 100 volts dans le feeder, la dynamo aura elle-même une force électro-motrice de 100 volts et l'alimentation se fera, par suite, au voltage de l'usine. Si R est la résistance du feeder, la

perte de tension qu'il occasionne est égale à RI, I, étant le débit. Or I est variable; la perte de tension est donc elle-même variable. Pour obtenir que la force électromotrice de la dynamo survolteuse varie en proportion, on doit prendre quelques dispositions sur le détail desquels nous reviendrons ultérieurement.

Des feeders sont généralement nécessaires non seulement pour Xaller du courant, mais aussi pour le retour ; mais il y a lieu de faire intervenir, pour leur calcul, la moins grande résistance de la voie, puisque celle-ci comporte deux rails, au lieu du rail unique par lequel nous avons supposé le courant distribué.

Nous avons déjà appelé l'attention sur les phénomènes électrolytiques que peuvent occasionner les courants de retour, phénomènes dont la conséquence est l'attaque des conduites d'eau ou de gaz situées à proximité de la ligne. Evidemment ces phénomènes sont moins à craindre que dans le cas d'un tramway, en raison de rétablissement des chemins de fer sur une plateforme spéciale. Mais il peut très bien arriver qu'un chemin de fer, sur une partie de son parcours, (par exemple un chemin de fer d'intérêt local) ait à emprunter des voies publiques. On rentrera alors dans le cas ordinaire des tramways et il deviendra nécessaire d'apporter une grande attention à la circulation du courant de retour. A ce sujet et comme corollaire de l'emploi des survolteurs examiné plus haut, nous signalerons l'usage qui a été fait, parfois, de dévolleurs. Ces appareils créent sur les feeders, à l'inverse des survolteurs, une force électromotrice négative et abaissent ainsi la différence de potentiel qui peut exister entre l'extrémité des feeders et l'usine. Or c'est cette différence de potentiel qui occasionne la décomposition électrolytique, le courant ayant, si elle est élevée, beaucoup plus de tendance à revenir à l'usine par un chemin autre que les feeders.

Une ligne à courant continu peut être alimentée par un transport de force. Mais alors une transformation s'impose, car il ne

serait pas économique d'effectuer un transport de force à 6 ou 700 volts. Il faut arriver à des tensions beaucoup plus élevées (facilement 5 000 volts). La transformation du courant s'effectue dans des sous-stations qui, à leur mode d'alimentation près, comportent, vis-à-vis de la ligne, le mode de fonctionnement examiné plus haut pour le cas d'une usine à 6 ou 700 volts.

Les transports de force peuvent s'effectuer par courants continus à haute tension (système Thury) ou par courants triphasés. Ces derniers de préférence aux courants biphasés, parce que, ainsi qu'il a été dit précédemment, leur emploi est plus économique.

Dans le premier cas le courant est reçu dans un moteur â haute tension actionnant une dynamo à 6 ou 700 volts. Le système Thury offre cette particularité que les dynamos réceptrices peuvent être mises en série et que, par conséquent, la tension primaire se répartit entre les diverses réceptrices qui fonctionnent alors à un voltage inférieur à celui de la ligne.

Avec un transport de force par courants triphasés la sous-station présente l'une des dispositions ci-après :

a) Le courant à haute tension actionne directement un moteur à haute tension (presque toujours un moteur à champ tournant) qui conduit une génératrice à courant continu à 6 ou 700 volts. L'ensemble de ces deux appareils est souvent désigné sous le nom de transformateur tournant .

h) La tension primaire est réduite par des transformateurs statiques et le courant est ensuite envoyé dans des commutât rices (ensemble d'un moteur synchrone et d'une génératrice) qui donnent, aux balais, du courant continu à 6 ou 700 volts.

b; Lignes à courant alternatif. — L'emploi du courant alternatif simple à haute tension préconisé par les ateliers d'UErlikon comporte une alimentation directe de la ligne. On a pris comme tension limite 13 000 volts, parce que celte tension peut être directement produite par des alternateurs et que, d'autre part,

elle peut être directement reçue par les appareils transformateurs des locomotives. Une telle tension permet de placer l'usine môme à une assez grande distance de la ligne.

Si, pour des raisons spéciales, on devait utiliser une source d'énergie exigeant, en raison de son éloignement, l'emploi de courants primaires à une tension supérieure à 15 000 volts, on devrait, sur la ligne, abaisser la tension jusqu'à 15 000 volts par des transformateurs statiques.

L'abaissement de la tension primaire se fait également par des transformateurs statiques dans le système de la Westinghouse Company. La tension secondaire étant de 1 000 volts on répartira, le long de la ligne, des postes de transformateurs qui abaisseront la tension primaire de la quantité voulue pour la ramener à 1 000 volts.

Avec des courants triphasés il faut envisager deux cas :

1° La ligne est à basse tension (de 4 à 600 volts), et comme, presque toujours, l'électricité sera fabriquée dans uue usine à haute tension, convenablement placée, on abaissera la tension dans des postes de transformateurs statiques, échelonnés le long de la ligne ;

2° La ligne est à haute tension et l'on peut se passer de transformateurs. Mais il est à remarquer que, jusqu'à ce moment, les courants triphasés directs n'ont été employés qu'à la tension maximum de 3 000 volts. Or, on est souvent amené à combiner des transports de force à 30 000, 40 000 et même 50 000 volts. Dans ce cas il faudrait avoir recours à des postes de transformateurs statiques.

Application des divers systèmes. — Bien que l'application de l'électricité à la traction des chemins de fer soit de date récente on a pu voir, par l'exposé qui précède, que déjà des systèmes de traction assez différents ont été mis en usage.

Comme il est probable que, dans un avenir prochain, d'autres

systèmes verront également le jour, il serait réellement hasardé d'indiquer quel est le système qui s'imposera définitivement pour la substitution de la traction électrique à la traction à vapeur sur les voies ferrées.

Au surplus, dans l'état actuel de nos connaissances et de l'industrie, on ne saurait avancer que l'électricité doive partout se substituer à la vapeur. C'est une question d'espèce, de môme que le choix du système de traction dépend des conditions spéciales de la ligne que Ton a à transformer.

Si Ton a à électrificr une ligne de peu d'étendue ou un réseau très condensé, comme un ensemble de lignes métropolitaines, Temploi des courants continus à 6 ou 700 volts se trouve généralement très justifié. On est excessivement familiarisé avec des courants de cette nature et la pratique des tramways a montré avec quelle facilité on pouvait les produire, les distribuer et les utiliser. Comme on le verra plus loin, les moteurs à courant continu ont une qualité précieuse : leur aptitude au démarrage, et, comme on a pu arriver à construire des moteurs qui, môme au démarrage, jouissent d'un bon rendement, on ne doit pas s'étonner que sur les réseaux urbains ou suburbains, c'est-à-dire sur des lignes où il faut, tout en démarrant souvent, réaliser une vitesse commerciale élevée, on ait eu, de préférence, recours à une distribution par courants continus à 6 ou 700 volts.

Cependant, à l'occasion de la transformation de la traction sur le métropolitain de Londres, on a, avec beaucoup d'arguments, opposé aux courants continus une distribution directe par courants triphasés à haute tension. La maison Ganz, qui préconisait le système, faisait valoir que le courant serait distribué par de simples fils de trolley, ce qui supprime l'encombrement des rails conducteurs et rend la voie plus sûre pour le personnel, et que, d'autre part, les moteurs à courants triphasés peuvent restituer, à la descente des pentes et au moment des arrôts, une partie de l'énergie consommée dans les rampes ou

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pour les démarrages. Malgré lavis nettement favorable de M. William Preece, réminent ingénieur en chef du Post-Oflice, la Compagnie exploitante a préféré les courants continus, qui ont déjà fait leurs preuves à Chicago, Boston, Baltimore, Paris, etc.

Pour le cas plus général d'une ligne s'étcndant sur une grande longueur, le courant continu à 5 ou 600 volts ne saurait plus être pratiquement appliqué. Il conduirait, en effet, à des pertes de tension et à des pertes d'énergie trop considérables. Il est vrai qu'en employant du courant à haute tension et en le transformant dans des sous-stations on pourrait, si Ton multipliait ces sous-stations, réaliser une distribution à peu près uniforme. Mais on ne pourrait obtenir du courant continu à 5 ou 600 volts que par l'emploi d'appareils tournants, qui nécessitent une surveillance assidue. En ajoutant ces frais de surveillance à ceux d'entretien et d'amortissement des sous-stations, on atteindrait des dépenses qui feraient généralement perdre tout le bénéfice que Ton peut attendre de la traction électrique.

Une distribution directe par courants alternatifs simples ou triphasés, à haute tension, serait, pour le moment, une solution beaucoup plus convenable.

A la vérité sur certains chemins de fer (exemple : Thoune à Burgdorf), tout en admettant un transport de force à haute tension on a jugé prudent d'abaisser celle-ci, avant d'envoyer le courant dans la ligne de distribution. Mais il est à remarquer que déjà une grande amélioration a été obtenue, dans cette installation, du fait même de l'emploi général du courant triphasé; car pour transformer du courant triphasé à haute tension encourants triphasés à basse tension, des transformateurs statiques, qui n'exigent pour ainsi dire pas de surveillance, sont seulement nécessaires.

Avec du courant à haute tension on peut se contenter pour la distribution, de simples fils de trolley. C'est, à la fois, une simplification et une grosse économie. Dans le système des

Mabéchal. — Chom. de fer élecl. 3

ateliers (TQErlikon on prévoit des tensions de 13 000 volts. Si, par excès de prudence, on voulait se contenter de courants à 3000 volts (comme sur les lignes du lac de Cômc) ou encore h 5000 volts, selon le procédé Ganz, on pourrait n'alimenter, qu'en des points très éloignés, les conducteurs de distribution1.

Il est d'ailleurs à remarquer que, pour cette alimentation, on pourrait faire usage de courants à tension encore plus élevée, puisque Ton arrive maintenant à effectuer des transports de force à. 30000, 40000 et même 50000 volts. Avec de telles tensions, de très petits fils peuvent transmettre de grosses puissances à de très grandes dislances (100 à 150 kilomètres) et l'emploi général du courant alternatif permet de passer de la tension primaire à la tension de distribution par de simples transformateurs statiques.

Si Temploi du courant monophasé manque encore de la sanction de la pratique on peut dire, en revanche, que les couranls triphasés sont maintenant suffisamment connus pour qu'une distribution de cette nature puisse être, dès à présent, envisagée dans le cas où il s'agirait d'appliquer la traction électrique à une ligne, môme aussi étendue que Paris-Marseille.

D'autres solutions ne manqueront pas d'intervenir, en sorte que la grande transformation qui s'est produite il y a quelques années dans le domaine des tramways paraît devoir, très prochainement, se réaliser également dans l'industrie des chemins de fer. Certes, les conditions sont différentes et, pour beaucoup de lignes en exploitation, l'application de la traction électrique ne serait pas actuellement justifiée; mais le nombre de celles qui pourront être transformées est assez vaste pour que l'on puisse envisager, de ce chef, la création prochaine d'un mouvement scientifique et économique des plus intéressants.

* Des expériences récentes effectuées par la maison Siemens et Halske, sur le chemin de fer de Berlin à Zossen. et dont il sera parlé plus loin, ont montré que Ton pouvait, avec toute sécurité, effectuer de la traction directe avec 10 000 volts.