Fiche de révision : Matériel ferroviaire et traction

📋 Plan du Cours

1. Locomotives et véhicules automoteurs
2. Véhicules remorqués et voitures-pilotes
3. Caractéristiques du matériel roulant
4. Traction électrique et caténaire
5. Traction diesel et lois électriques
6. Bogies et suspensions
7. Caisse et équipements de conduite

📖 1. Locomotives et véhicules automoteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Locomotive : Engin moteur utilisé pour remorquer ou pousser les trains.
• Véhicule automoteur : Constitué de plusieurs voitures indissociables et doté de son propre équipement de traction.

★ À maîtriser

• La SNCB utilise principalement des locomotives électriques pour remorquer les trains de voyageurs et des locomotives diesel pour les manœuvres de composition des trains.

Compléments

• Les véhicules automoteurs électriques sont appelés automotrices (AM), tandis que les véhicules automoteurs diesel sont appelés autorails (AR).

• Les véhicules automoteurs possèdent une cabine de conduite à chacune de leurs extrémités et un attelage automatique facilitant le changement de sens et les modifications rapides de composition.

💡 Astuce mémo

La locomotive remorque ; l’automoteur possède sa propre traction.

📖 2. Véhicules remorqués et voitures-pilotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Véhicule remorqué : Véhicule sans équipement de traction qui doit être accouplé à une locomotive pour recevoir l’énergie nécessaire à son déplacement.
• Voiture-pilote : Voiture remorquée pourvue d’une cabine de conduite à l’une de ses extrémités.
• Rame réversible : Train ayant une locomotive à une extrémité et une voiture-pilote à l’autre.

📝 Points essentiels

• Les véhicules remorqués utilisés pour le transport de voyageurs sont appelés voitures (HV).

💡 Astuce mémo

Cabine à l’extrémité → changement de sens rapide.

📖 3. Caractéristiques du matériel roulant

★ À maîtriser

• L’automotrice AM96, construite en 1996/1999, pèse 157 tonnes, atteint 160 km/h, développe 1400 kW, comprend 3 voitures et fonctionne sous 3 kV et 25 kV/50 Hz.

• La locomotive électrique HLE 18/19, construite en 2007, pèse 88 tonnes, atteint 200 km/h, développe 6000 kW et un effort au démarrage de 300 kN, et fonctionne sous 3 kV, 1,5 kV et 25 kV/50 Hz.

• La locomotive diesel HLD 77-78, construite en 1999/2005, pèse 87,4 tonnes, atteint 100 km/h, développe 1150 kW et un effort au démarrage de 232 kN, et possède un réservoir de 4300 l.

• L’AR41 est le seul engin moteur diesel utilisé par la SNCB pour le transport des voyageurs.

Compléments

• Les AM96 numérotées à partir de 441 fonctionnent sous 3 kV et 25 kV, tandis que celles numérotées à partir de 501 fonctionnent uniquement sous 3 kV.

📌 La HLE 19 se distingue de la HLE 18 par la présence d’un attelage automatique.

• La numérotation des locomotives HLD 77-78 se poursuit en 78XX parce qu’il en existe plus de 100 exemplaires.

• L’AM08, construite en 2008, pèse 146,8 tonnes, atteint 160 km/h, développe 2200 kW, comprend 3 voitures et fonctionne sous 3 kV et 25 kV/50 Hz.

• Les AM08 numérotées à partir de 8501 fonctionnent sous 3 kV et 25 kV, tandis que celles numérotées à partir de 8001 fonctionnent uniquement sous 3 kV.

• La voiture internationale I11, construite en 1995-1997, pèse 45,2 tonnes à vide, atteint 200 km/h, mesure 26,4 m et offre 80 places assises.

• La voiture-pilote M6, construite en 1999/2011, pèse 51,2 tonnes à vide, atteint 160 km/h, mesure 26,8 m et offre 140 places assises.

• Les voitures I11 offrent un niveau de confort élevé et sont principalement utilisées sur les lignes à vitesse élevée, tandis que les voitures à double étage M6 associent confort élevé et grand nombre de places assises.

• L’autorail AR41, construit en 1999/2003, pèse 95,7 tonnes, atteint 120 km/h, développe 970 kW, comprend 2 voitures et possède deux réservoirs de 1000 l.

📖 4. Traction électrique et caténaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Tension : Différence de potentiel entre deux points, mesurée en volts (V).
• Courant : Quantité de charge électrique qui se déplace depuis un point par unité de temps, mesurée en ampères (A).
• Résistance : Mesure de la difficulté rencontrée par le courant pour circuler, exprimée en ohms (Ω).
• Puissance : Quantité d’énergie électrique absorbée par unité de temps, mesurée en watts (W).

★ À maîtriser

• En traction électrique, l’énergie est captée à la caténaire par le pantographe, puis alimente les moteurs de traction.

• La majeure partie du réseau d’Infrabel possède une caténaire alimentée en courant continu à 3 kV, tandis que les lignes à grande vitesse utilisent du courant alternatif à 25 kV et 50 Hz.

Compléments

• Les sous-stations de traction, construites le long des voies, transforment la haute tension du réseau public pour fournir la tension souhaitée à la caténaire.

💡 Astuce mémo

Sous-station → caténaire → pantographe → moteurs.

📖 5. Traction diesel et lois électriques

★ À maîtriser

• En traction diesel, le moteur diesel produit l’énergie nécessaire et une transmission électrique, hydraulique ou mécanique la communique aux roues.

📐 Formule - La loi d’Ohm s’écrit $U = I \times R$.

📐 Formule - La puissance électrique vérifie $P = U \times I$.

• Le passage du courant dans un conducteur provoque un échauffement appelé effet Joule, indésirable pour une locomotive et limité en augmentant la tension afin de maintenir un faible courant.

Compléments

• Certains endroits stratégiques du réseau Infrabel permettent le ravitaillement en gasoil des engins moteurs diesel, dont les réservoirs ont une capacité comprise entre 1000 et 5000 litres.

• À 240 V, un appareil de 6000 W consomme 25 A ; une locomotive HLE18 de 6000 kW alimentée à 240 V consommerait 25 000 A, alors qu’à 3 kV elle consomme 2000 A.

💡 Astuce mémo

Tension accrue → courant réduit → échauffement limité.

📖 6. Bogies et suspensions

🔑 Notions clés & Définitions

• Bogie : Châssis dans lequel sont montés les essieux et les roues, avec une suspension destinée à amortir les chocs et améliorer le confort des voyageurs.

📝 Points essentiels

📌 Les bogies porteurs ne possèdent aucun essieu moteur, tandis que les bogies moteurs ont un ou plusieurs essieux entraînés.

📌 La suspension primaire absorbe les chocs entre le rail et le châssis du bogie, tandis que la suspension secondaire absorbe ceux entre le châssis et la caisse.

📖 7. Caisse et équipements de conduite

🔑 Notions clés & Définitions

• Pantographe : Équipement monté sur la toiture d’un engin moteur électrique, maintenu contre la caténaire par de l’air comprimé et captant l’énergie électrique nécessaire notamment à la traction.

★ À maîtriser

• La caisse d’un engin moteur comprend : un ou plusieurs pantographes sur la toiture, une cabine de conduite à chaque extrémité, une salle des machines contenant les équipements de traction, les équipements auxiliaires et leurs protections, les organes de traction, les organes de choc

Compléments

• La partie du pantographe en contact avec la caténaire est appelée frotteur, et la force qui le pousse contre la caténaire est limitée pour éviter d’endommager celle-ci.

• La caténaire est suspendue en zigzag afin de garantir une usure uniforme du frotteur.

• La cabine de conduite permet de desservir et conduire l’engin moteur ; les écrans, indicateurs et lampes témoins aident le conducteur à vérifier son fonctionnement et à adapter sa conduite.

• Le manipulateur de traction-freinage permet au conducteur d’accélérer, de freiner ou d’arrêter le train.

📊 Tableaux de synthèse

Types de véhicules ferroviaires