ÉTABLIS AU NIVEAU DU SOL

Considérations générales. — Système Claret et Wuilleumier. — Système de la Westinghouse Company. — Système Diatto.

Considérations générales. — Au premier abord, ce système paraît beaucoup plus simple que les autres, puisqu'il permet de supprimer et les poteaux qui supportent les conducteurs aériens, et la rainure qui, avec le caniveau souterrain, crée une solution de continuité dans la chaussée. Mais, en réalité, Tinfrastructure électrique est notablement plus compliquée.

Il faut, en effet, pour électriser les conducteurs au moment précis oii ils sont couverts par la voiture et à ce moment-là seulement, des appareils nombreux et presque toujours délicats, car ce n'est qu'à l'aide de contacts successifs, c'est-àdire d'organes mobiles que l'on peut envoyer le courant dans les différents branchements. Ces appareils, appelés distributeurs, sont placés ou sous chaussée, ou sous trottoir dans des boîtes arasées au niveau du sol qui les mettent à l'abri de la boue et des eaux d'infiltration. On ne peut évidemment, sous peine de gêner la circulation, que les surveiller de loin

en loin. Or, des appareils en mouvement nécessiteraient, au contraire, une surveillance assidue. Par suite, quelques accrocs sont inévitables, et tout ce que Ton peut faire, c'est de prendre ses dispositions pour pouvoir intervenir rapidement en cas d'arrêt.

Le courant lancé par les distributeurs se rend, à Taide de branchements, dans les conducteurs ou plots de contact sur lesquels les voitures prennent le courant. Il faut au moins deux plots pour une longueur de voie égale à la longueur d'une voiture, car le courant se trouverait interrompu si, en quittant l'un des contacts, ce frotteur ne se trouvait pas déjà sur le contact suivant. On juge par là de la multiplicité des branchements. Or un branchement constitue toujours un point faible dans une canalisation. Il y a, par suite, avec les conducteurs établis au niveau du sol, beaucoup plus de probabilités qu'avec les autres systèmes pour que l'isolement ne se maintienne pas dans des conditions tout à fait satisfaisantes.

Enfin, on peut se demander si la masse isolante qui entoure chaque plot de contact et qui non seulement est exposée aux intempéries, mais qui subit encore une action destructive évidente du fait de la circulation ne perdra pas rapidement de son efficacité. Il convient toutefois de remarquer que, par un temps sec, les fuites de courant ne seront jamais bien considérables, car les chaussées sont, généralement mauvaises conductrices de l'électricité.

Ces critiques faites, nous reconnaîtrons volontiers que le système présente un certain nombre d'avantages bien

Maréchal. — Les Tramways électriques. ' 7

marqués. Il est, en particulier, notablement moins coûteux que le caniveau et c'est là probablement ce qui explique pourquoi certaines villes, absolument hostiles au trolley^ n'ont pas hésité à Tadopter.

Nous ne chercherons pas à résumer ces considérations générales par une conclusion ferme pour ou contre les conducteurs interrompus. Les applications que l'on en a faites sont en réalité trop récentes pour que Ton puisse se prononcer actuellement à leur égard en parfaite connaissance de cause.

Un grand nombre de systèmes ont été proposés. Nous nous bornerons à examiner ceux qui ont été appliqués ou qui ont donné lieu à des essais suivis.

Système Claret et Wuilleumier. — Dans une première application qui a été faite à Lyon, à l'occasion de l'exposition de 1894, les conducteurs étaient formés par des rails Vignole, renversés, arasés au niveau de la chaussée et noyés dans une matière isolante. Ces rails avaient 3 m de longueur et étaient placés tous les 3 m. Ils avaient l'inconvénient de former, sur la chaussée, une surface glissante pour le pied des chevaux. Aussi, en appliquant leur système au tramway allant de la place de la République à Romainville (Paris), MM. Claret et Wuilleumier ont-ils remplacé ces rails de contact par de simples pavés métalliques, posés tous les 2,5 m. La prise de courant, qui se faisait à Lyon avec deux balais métalliques accrochés sous chaque voiture, est assurée à Paris par de longs frotteurs.

La figure 75 montre la disposition schématique de la distribution*. G est la dynamo placée à la station centrale; son pôle positif est relié au câble armé K placé sous trottoir, son pôle négatif aux rails R, qui forment retour pour le courant.

Fig. 75.

Tramway Claret et Wuilleumier. — Fonctionnement des distributeurs.

D et D' sont deux distributeurs voisins logés sous trottoir dans des boîtes en fonte. Chacun d'eux commande 20 groupes de 2 pavés, Tun des groupes (20-1) étant commun aux deux distributeurs.

Les distributeurs sont tous identiques. Ils comportent une couronne de contacts!, 2, 3 , 19, a et trois contacts supplémentaires o, by 20. La partie mobile est constituée par quatre frotteurs A, B, C, H reliés mécaniquement, quoique

* Revue générale des sciences (15 avril 1896). Un nouveau mode de traction électrique y ^bi M. Lauriol, ingénieur des ponts et chaussées.

isolés entre eux et tournant autour d'un même axe E. Cet axe, qui appartient au frotteur A, est, d'autre part, constamment relié au câble K, c'est-à-dire, puisque la distribution se fait à 500 volts, qu'il est lui-même à 500 volts.

Marche avant. — Dans la position indiquée par la figure le distributeur D' est au repos. Le distributeur D met en charge, au contraire, par A et le plot 16, le groupe de pavés de même numéro. Si, à ce moment, la voiture est en V,, le courant pourra la traverser, grâce au frotteur F j, et elle se mettra en mouvement vers le groupe de pavés n® 17.

Dans la position Fj, le frotteur est à la fois sur 16 et 17. Le pavé 17 se trouvant ainsi électrisé, il en est de même du contact 17 et par suite du frotteur C. Or, à ce moment, le contact C, grâce à une combinaison que nous allons décrire plus loin, agit sur un électro-aimant qui fait tourner le distributeur d'un cran. A vient en 17, et le groupe de pavés n^ 17 se trouve directement électrisé. La voiture avance, envoie une dérivation sur le contact 18, le distributeur tourne d'un cran, électrisé les pavés n** 18 et ainsi de suite.

Lorsque le frotteur A est arrivé sur le contact a, lequel est relié à ô, le frotteur H couvre b et 20. Le groupe de pavés 20-1 se trouvant électrisé, une dérivation va en C et par suite fait avancer d'un cran le distributeur D'. Ce distributeur va donc fonctionner, à son tour, comme le distributeur D et la voiture continuera sa course.

Marche arrière. — Cette marche est assurée par le frotteur B, qui agit comme le frotteur C, mais qui fait tourner le distributeur de droite à gauche.

iOl

Rotation du distributeur. — Ce mouvement est produit comme Tindique la figure 76.

Nous venons de voir que lorsque le frotteur A était sur i6

ir^

iS^

Fig. 76. — Rotation du distributeur.

et la voiture en Vj une dérivation revenait au frotteur C par le groupe de pavés 17 et par le contact 17.

Les diagrammes I et II montrent que le courant va de C

au contact M^, puis au frotteur X,, puis au point Z qui est relié au pôle négatif de la dynamo (le point Z est également marqué sur la figure 75). Sur son chemin il actionne l'électro-aimant Lj, lequel attire alors l'armature A j et par suite tout le bras X, a^ «, X, qui tourne autour de Taxe du distributeur. Dans ce mouvement, le cliquet i\ s'engage dans la roue dentée et la fait tourner, en entraînant les frotteurs A, B, C, H avec lesquels elle est solidaire.

Mais on ne peut faire ainsi tourner ces frotteurs que d'un

demi-cran puisque (ainsi que le montre le diagramme n^ IV) le frotteur C n'est plus électrisé, lorsque A est à cheval sur les contacts 16

Fig. 77. — Croisement. x*i-rn>Ai >'a • ii

et 17. C est alors qu intervient le frotteur B, lequel établit une dérivation par n^ Xj Lj Z,. Cette fois, c'est le cliquet r^ qui agit.

Quand le frotteur A est arrivé exactement sur 17, on retrouve le diagramme I, sauf que tous les frotteurs ont tourné d'un cran. Le courant de l'électro L, est alors interrompu et, grâce à des ressorts, le bras X^X, revient dans sa position primitive.

L'électro L^ sert pour la marche en arrière.

Croisements (fig. 77). — On place un pavé de contact au centre de la croisée et on fait le groupement des pavés deux par deux entre eux et avec les contacts des distributeurs, en traitant chaque ligne comme si lautre n'existait pas.

Aiguillage, — La figure 78 montre une disposition d'aiguillage. La voie simple est commandée par le distributeur D,

les deux voies de bifurcation par les distributeurs D' et D' .

Kg. 71

Aiguîlinge.

L'appareil Y est une aiguille électrique qui mel le contact 20

en communication soit avec * - u

les pavés 20-1', soit avec les pavés 20-1". On la pousse du cùté sur lequel (en prenant l'aiguille en pointe) on veut se diriger.

Quand on vient de la bifurcation sur la voie simple, la manœuvre de l'aiguille est inutile, comme il est facile de le voir, à l'inspection de la ligure.

Pavés de contact. — Les pavés ï"'»- ™- - Pa^é de cootaci. de contact sont en fonte' et ont la forme indiquée par la

1 Des pavés en acier eussent élé préférables.

lOi LES TRAMWAYS ELECTHiQUES

tigure 79. Leur saillie sur la chaussée n'est que de 5 mm. Des épauffrements latéraux la rendent encore moins sensible.

Ces pavés sont noyés dans une masse isolante, formée de brai et de bitume et dont les limites sont marquées en pointillé sur la figure.

L'alimentation est assurée par un fil de cuivre nu, logé dans une rainure où l'on coule également un mélange en

Fig. 80. — Coupe transversale de la voie.

brai et de bitume. La jonction des pavés et du fil se fait par frottement dur, à l'aide de bagues en cuivre que l'on enfonce dans des trous fraîchement alésés.

La figure 80 est une coupe transversale de la voie, montrant l'arrivée des iils d'un distributeur. Ceux-ci, au nombre de 20, sont isolés au caoutchouc et réunis dans un tuyau en fonte C, Entre les rails court un autre tuyau en fonte D d'où s'échappent, finalement, les iils alimentant les pavés.

Le tramway de la place de la République à Romainville, dont la longueur est de 7 km, n'est en service que depuis le l" juin 1896- H serait donc prématuré de se prononcer actuellement sur la valeur du système appliqué.

L'administration, en accordant la concession du tramway à M. Claret, a d'ailleurs jugé qu'une expérience d'au moins

deux ans serait nécessaire. C'est alors seulement qu'elle décidera si le système peut être conservé.

Système de la Westinghouse Company. — Le système que préconise la Westinghouse Company ^ et qui a été appliqué par elle à Washington et dans ses ateliers de Pittsburg comporte des organes de distribution plus nombreux mais certainement plus simples que dans le système Claret et Wuilleumier.

Les pavés, qui sont remplacés ici par des boutons de contact, sont doubles. Chaque groupe est commandé par un distributeur spécial que Ton peut placer dans Tentre-voie ou sous les trottoirs. La voiture est munie de deux frotteurs, à raison d'un par bouton. L'un de ces frotteurs F, est relié au pôle positif d'une petite batterie d'accumulateurs, portée par la voiture et dont le pôle négatif est à la terre (rails) ; et l'autre F, communique avec le moteur dont le second pôle est également à la terre par les rails.

Le distnbuteur présente schématiquement (fig. 81) un électro-aimant E, qui peut attirer une armature A munie de deux contacts en charbon. Dans la boîte du distributeur se trouvent également deux autres contacts Cj et Cj. Le premier communique par un Câble isolé avec le pôle + de la dynamo génératrice; l'autre est relié au bouton B^ par un fil à grosse section qui s'enroule, avant de quitter la boîte, sur la partie

* La Westinghouse Company est, après la General Electric Company, la plus puissante société industrielle s'occupant de traction électrique aux Etats-Unis.

inférieure de rélectro-aimant. L'enroulement supérieur de Télectro-aimant est formé par un fil allant d'une part au bouton B4 et d'autre part à la terre * .

On voit, dans ces conditions, comment fonctionne le sys-

Fig. 81. — Système de la Westinghouse Company. — Fonctionnement

des distributeurs.

tème. Quand la voiture arrive dans la position représentée par la figure, la batterie d'accumulateurs actionne par le frotteur F, l'électro-aimant du distributeur. Aussitôt les contacts C, et Cj se ferment et le bouton B, se trouve mis en charge. Comme à ce moment le frotteur Fj est sur B^, le courant de la dynamo génératrice peut arriver au moteur et faire avancer la voiture. Au préalable il a traversé Tenrou-

* En réalité, les deux boutons Bj. et B^ sont dans un même plan normal à la voie ; nous les avons ramenés dans le plan longitudinal de la figure pour la commodité delà démonstration.

lement à gros fil de rélectro-aimant. Il a donc renforcé l'action de Tenroulement à fil fin et serré énergiquement les contacts ^

Dès que les frotteurs Fj et F^ ont quitté les boutons Bj et Bj, la force attractive de Félectro-aimant disparaît ; Tarmature A attirée par un ressort se dégage et les contacts se trouvent rompus. Mais si, à ce moment, la voiture se trouve déjà sur les boutons voisins elle sera alimentée par le dis-

hHo.

Fig. 82. — Coupe transversale de la voie.

tributeur suivant et pourra continuer sa course. Il suffit, pour obtenir ce résultat, que les frotteurs soient un peu plus longs que l'intervalle qui sépare deux groupes de contact consécutifs.

Les appareils constituant le distributeur sont doublement protégés ; d'abord par une cloche en fonte qui repose sur un fond en fonte avec bords en augets remplis d'huile, ensuite par une boîte en fontei munie d'un couvercle qui, lorsqu'il est placé sur chaussée, reçoit une garniture de pavés de bois (fig. 82).

Une des qualités de l'appareil c'est que Ton peut retirer

* A Washington le fonctionnement de Tappareil est un peu différent. Le courant de la batterie d'accumulateurs se ferme par les boutons Bj et Bj. Mais le principe est le même.

à peu près inslanlanémentrélectro-aimant et le changers'il est nécessaire. Les connexions se rétablissent d'elles-mêmes quand on met Vélectro-aimant en place.

La figure 83 donne la coupe longitudinale d'un distributeur.

Le câble de charge (câble armé) passe par des ouvertures pratiquées à la partie inférieure.

Entre les distributeurs et les boiitons de contact le courant circule dans des conducteurs isolés, protégés par un tuyau en j fonte .

Fig. 83. — Coupe longiludinaie L^g boutons sont en acier d'un distributeur.

quadrillé ; ils ont une hauteur

do 1 cm et un diamètre de 10 à 12 cm. Comme on peut être

amené à les changer assez fréquemment ils sont simple-

Flg. 8i. — Boutoua de coulact.

ment vissés dans une aorte de boulon en fer relié au distributeur. L'ensemble est emprisonné dans un bloc isolant (terre cuite, granit, etc.), encastré dans un moule en fonte (fig. 84).

Les boutons et leurs accessoires se posent directement sur béton et, dans ce cas, ils sont maintenus par les pavés environnants. On peut aussi les relier aux entretoises.

Les croisements et les aiguillages se font sans difficulté, puisque chaque groupe de boutons de contact est indépendant et a son distributeur spécial. Dans les courbes on rapproche les boutons de contact où on augmente légèrement leurs dimensions transversales.

Avec les dispositions précédemment indiquées le retour du courant se fait par les rails. Si l'on voulait avoir un conducteur spécial pour ramener le courant à Tusine il suffirait d'ajouter un troisième bouton et un troisième frotteur et de modifier légèrement le distributeur.

On peut reprocher au système de la Westinghouse Company de comporter un nombre trop considérable de distributeurs. C'est évidemment un inconvénient. En revanche, chaque voiture est beaucoup plus indépendante que dans le système Claret et Wuilleumier. En effet, dans ce système, deux voitures ne doivent jamais s'engager sur une même section de distributeurs, et quand un distributeur s'arrête la voiture qu'il alimente doit également s'arrêter jusqu'à ce qu'on ait remis l'appareil en mouvement. Au contraire, avec les dispositions de la Westinghouse Company les voitures peuvent se rapprocher jusqu'à se toucher et, si un contact est défectueux, elles arrivent facilement à le franchir en profitant de la vitesse acquise.

Système Diatto. — Ce système est excessivement simple.

uo

La Voiture porte à sa partie inférieure (fig. 85) une bande de fer A qu'aimantent des électro-aimants M excités en dérivation sur le circuit des moteurs. Cette bande peut venir frotter sur des contacts en fer doux C placés à fleur de sol,

Fig. 85. — Système Diatto. — Disposition schématique.

dans Taxe de la voie et à une distance Tun de Tautre un peu inférieure à la longueur du frotteur.

En frottant sur. le contact C, la bande A Faimante et lui permet d'attirer une tige en fer doux D (fig. 86) qui peut se déplacer verticalement et dont les mouvements sont facilités par ce fait qu'elle plonge à sa partie inférieure dans un bain de mercure.

Or ce mercure est contenu dans une coupe métallique qui est constamment reliée au câble de distribution K. Donc le courant passera, par la tige D, dans le plot C et de là, par la bande A, dans la voiture.

Dès que, par suite du mouvement du tramway, le frotteur A a abandonné le plot C, la tige D qui ne se trouve plus attirée retombe, par l'effet de son poids, et isole le contact C. Pour éviter que le magnétisme résiduel ne maintienne l'adhérence entre C et D on recouvre les parties en contact d'une substance non magnétique, mais cependant conductrice (cuivre rouge).

La coupe à mercure, qui est constamment en charge, doit Être parfaitement isolée. Elle est supportée à cet effet par des pièces de bois R imprégné de paraffine ou d'une matière analogue. L'isolement du contact C est obtenu à l'aide d'une garniture en bois H, préparée de la môme façon.

Les différents appareils constituant le distributeur sont

Fig. )t6. — Syslémc Uialto. — Coupe d'une boite de contact.

logés dans une boite en fonte P, présentant une ouverture inférieure pour le passage des câbles de charge. Le couvercle est formé par un tampon en fonte B fixé par des vis en bronze à une traverse intérieure. 11 peut être enlevé très rapidement, ce qui permet de visiter facilement les différents organes.

12 LES TRAMWAYS ELECTBIQUES

Dans un nouveau type de boîte de contact (fig. 87), au

Fig. 87. — Système Uialto. — Nouveau lype de bnile de contact.

;u d'une coupe métallique isolée, on emploie une CQupe en porcelaine dont la figure 88 donne le détail. Cette coupe est fer- , niée, à sa partie inférieure, par un bouchon mélalliquc B, qui est relié par un fil de cuivre / et le branchement d au câble de distribution C.

Le fil /a une section suffisamment réduite pour Fig. 88. Coupe à mercure. .jy-ji ^^^^^ç. fonctionner,

1 cas de courant excessif, comme coupe-circuit.

Le frotteur A est suspendu aux voitures comme Tindique la figure 89. Il peut se déplacer verticalement et latéralement de manière à se trouver toujours en contact avec le distributeur. Son poids (électro-aimant compris) est de

Fig. 89. — Système Diatto. — Suspension de la barre de contact.

200 kg. Enfin, pour maintenir Taimantation, il faut dépenser 250 watts.

Cet examen confirme pleinement Topinion que nous avons émise, en commençant, sur la simplicité relative du système.

On peut objecter que la tige en fer doux pourra accidentellement rester collée contre le plot de contact après le passage de la voiture. Mais cela sera probablement peu à craindre, si l'on a le soin de visiter de temps en temps la garniture non magnétique. Bailleurs on peut imaginer bien des combinaisons soit pour rompre automatiquement le cou-

Maréchal. — Les Tramways électriques. 8

rant dans le distributeur, dès que la tige ne fonctionne plus, soit pour avertir le conducteur de la voiture, à Taide d'une sonnerie, quand ce fait se produit.

Rien n'empêcherait également, pour le cas où Ton craindrait une désaimantation momentanée de la barre de contact par suite du non-fonctionnement de Tun des distributeurs, d'installer sur la voiture, comme dans le système de la Westinghouse Company, une petite batterie d'accumulateurs.

Le système Diatto se prêterait parfaitement au retour du courant par un conducteur spécial. Il suffirait d'avoir une seconde rangée de plots de contact communiquant avec le conducteur et un second frotteur. Mais c'est une complication dont on pourra généralement s'affranchir avec une voie judicieusement établie. Autant que faire, et surtout sur les lignes à double voie, mieux vaudrait adopter une distribution à trois fils, d'autant plus qu'un tel mode de distribution conviendrait remarquablement bien au système considéré.

Le système Diatto va être appliqué prochainement à Tours et Saint-Nazaire. Il sera intéressant d'avoir des données précises sur la façon dont les boîtes de contact supporteront la circulation ainsi que sur le fonctionnement des distributeurs.