Brevet FR2409899A1 — publié le 19790622

La présente invention concerne un circuit électrique de voie ferrée pour installations de signalisation de voie libre. De tels circuits sont utilisés dans le trafic ferroviaire, pour déclencher des signaux destinés aux trains en circulation, ce résultat étant rendu possible par le fait que l'un des deux rails d'une voie est isolé par rapport à la terre et que ce rail est relie à une source de courant entre deux tronçons de rail, cette partie de rail étant alors reliée à l'autre rail par l'intermédiaire d'un relais Tant que cette partie de rail n'est parcourue par aucun train, le relais est parcouru par un courant et actionne un premier signal d'une installation de commande de signal.Mais dès que cette partie de rail est parcourue par un ensemble de deux roues ou qu'un tel ensemble se trouve à l'arrêt sur cette partie de voie, le relais se trouve court-circuite et par suite se déclenche, ce qui a pour effet de produire un second signal dans le dispositif de commande de la signalisation; ces premier et second signaux, conjointement avec d'autres signaux éventuels, actionnent une succession de signaux, pouvant déclencher la commande de transmetteur de signaux, tels que la commande de la fermeture aussi bien que de l'ouverture des barrières ou organes similaires.L'inconvénient d'un circuit électrique de voie ferrée tel que ci-dessus esquissé réside dans le fait qu'il peut alors déclencher une commande erronée, à savoir un signal-d'occupation de la voie, lorsque la liaison électrique, dans la zone de mesure de la voie, n'est pas déclenchée par un couple de roues de véhicule ferroviaire, mais pour une autre raison. Celle-ci peut, par exemple, être que le support de la voie est électriquement si peu résistant, que, contrairement à la bonne règle, le circuit de voie se trouve alors fermé. Pratiquement, le cas ci-dessus esquissE se produit de temps à autre à des passages à niveau à hauteur de rails,aiguillages ou appareillages similaires, lorsqu'en hiver ils sont maintenus à l'abri du gel au moyen de solutions salines, comme ctest le cas pour les aiguillages, ou lorsqu'une solution salinededégel est, conformément aux prescriptions, répandue au moment du dégel sur la route pour la débarrasser du sel et est projetée depuis la route jusque sur le passage à niveau. Dans l'hypothèse la plus favorable, le court-circuit tel que ci-dessus esquisse peut alors se produire. Ce problème est d'une importance particulière pour de tels passages à niveau, lesquels sont munis de plaques pour le passage des véhicules routiers, placées entre les rails, lesquelles présentent à leur tour, sur les côtés des rails, une armature métallique non isolée qui les traverse.Il est usuel, il est vrai, de protéger, par rapport aux rails de telles plaques de passage pour passages à niveau , vis-à-vis desdits rails, par l'intermédiaire de profilés en élastomère dont la résistance électrique est très élevée; toutefois, dans la situation hivernale ci-dessus esquissée, il peut se produire une diminution de la résistance électrique telle qu'elle s'abaisse en-dessous de la limite de tolérance, et, en particulier, dans le cas où des produits électrolytiques se sont introduits dans la zone comprise entre un champignon de rail et une armature non isolée.Qu'une telle diminution de la résistance électrique vienne à se produire des deux côtés d'une telle plaque de passage, et le court-circuit déjà ci-dessus mentionné se produit, lequel court-circuit, à son tour, provoque une indication erronée dans le circuit de voie, dans un sens tel que la voie est faussement signalée comme occupée, ce qui, par exemple, provoque le défaut de libération des signaux d'interdiction et de l'absence de signalisation de voie libre. Malgré la relative rareté des incidents ci-dessus indiqués, il est cependant souhaitable d'y remédier, du fait que, naturellement, de tels courts-circuits se trouvent à l'origine de perturbations importantes du trafic ferroviaire. Une telle perturbation résulte essentiellement de ce que toute la technique de signalisation ferroviaire doit garantir que toute la suite des signaux est totalement et absolument assurée, sans quoi, il faudrait s'attendre à des catastrophes imprévues.Cela signifie, dans le cas précité, qu'une annonce d'occupation erronée d'une section de voie nécessite un examen des causes par un agent des chemins de fer, cette nécessité, naturellement couteuse et génératrice de perte de temps, ne permettant pas, pour autant, d'atteindre l'objectif que l'on se propose, à savoir l'automaticité de l'installation de signalisation indépendante de la voie. La présente invention se propose de fournir la possibilité de créer un circuit électrique de voie ferrée, tel qu'il contienne en soi le critère permettant une signalisation- indépendante de l'état de la voie, dans tous les cas, même ceux ci-dessus mentionnes, et dont l'origine se situe dans un court-circuit entre deux rails Selon l'invention, ce résultat peut être obtenu au moyen d'un circuit de voie, contenant au moins une sonde électrique répondant aux constituants ferromagnétiques d'un véhicule se trouvant placé au-dessus d'elle, et disposee entre les rails d'une voie. Cette sonde, ou ces sondes agissent par les variations du champ magnétique provoquées par la présence au-dessus d'eux d'un véhicule, de telle sorte que le relais électrique qui leur est associé signale la section de voie correspondante comme étant occupée. Si,toutefois, la ou les sondes n'enregistrent la présence au-dessus d'elles d'aucun véhicule, narce que leur champ magnétique n'a pas été modifié de manière caracteristique, le relais électrique associé signale que cette section de voie est libre, alors qu'autrement la voie aurait été signalée ccmme occupée du fait de l'établissement d'un court-circuit entre les rails. Le véhicule, dont la présence ou l'absence doit être indiquée par le circuit de voie selon l'invention, est, en règle générale, un véhicule ferroviaire, se trouvant sur la voie concernée. Comme il a déjà été ci--dessus indiqué, le circuit de voie selon l'invention a pour fonction, dans ce cas, de rendre certain le fait qu'un signal indiquant l'occupation de la section de voie concernée ne se déclenche pas, lorsque le court-circuit entre les deux rails de la voie ne se produit pas du fait de la présence d'un couple de roues du véhicule ferroviaire s'y trouvant, mais a bien une autre cause. Le circuit de voie selon l'invention a ainsi pour objet de rendre certain le fait que, malgré le court-circuit entre les rails, aucun véhicule ne s'y trouve. Pour des passages à niveau , il peut toutefois arriver que ce véhicule soit un véhicule automobile traversant la voie . Dans ce dernier cas, le circuit de voie selon l'invention peut être utilisé pour indiquer la présence de ce véhicule automobile et empêcher par exemple, que les barrières du passage à niveau ne soient fermées, tant que ce véhicule occupe cette partie de voie. Mais il est également possible de commander le circuit de voie de telle manière que la sonde ne fonctionne que, lorsque, par exemple, les barrières sont fermées, si bien qu'en position d'ouverture des barrières, aucun signal d'occupation de la voie ne se produit, s'il est traversé par un véhicule moteur. Ce fait est tout à fait général en matière de trafic ferroviaire, si bien que toutes les commandes de signalisation fonctionnent de telle manière, que, dans le cas où se produit une erreur, la voie est signalée comme étant occupée. D'où également, l'objet de la présente invention : éviter une indication erronée d'occupation d'un tronçon de voie provoquée par un courtcircuit. Le circuit de voie selon l'invention peut être réalisé de telle manière qu'il permette de constater aussi bien le passage d'un véhicule, que la présence d'un véhicule s'y trouvant et même le cas échéant en stationnement. Si l'on ne constate la présence d'aucun véhicule, satisfaisant aux conditions ci-dessus, et que cependant la voie soit en court-circuit, cela signifie alors que l'on doit en conclure que le court-circuit a d'autres origines, et, qu'en tous cas, aucun véhicule n'occupe la section de voie concernée. Cette section peut ainsi être considérée comme libre. La sonde électrique selon l'invention peut être une bobine non parcourue par un courant, une bobine parcourue par un courant, une sonde à effet Hall, un contact à lames, un semi-conducteur magnétique, ou une diode à effet magnétique. Une bobine non parcourue par un courant ne peut pas, en soi, détecter la présence d'un véhicule au-dessus d'elle, mais une telle bobine, dès lorsAu'elle est parcourue par un courant et qu'elle est prise en combinaison avec une deuxième sonde pouvant également être constituée non seulement par une autre bobine parcourue par un courant mais aussi par tout autre type de sonde, peut détecter les variations de mouvement, et par suite également, l'état d'arrêt d'un véhicule.Une bobine parcourue par un courant crée elle-même un champ électromagnétique et peut, par suite, également réagir aux0 influences du champ magnétique exercées par un véhicule qui se trouve au-dessus d'elle, à l'arrêt, c'est-à-dire ne se trouvant pas en mouvement. De même, une telle bobine parcourue par un courant réagit au passage d'un véhicule ferroviaire se déplaçant au-dessus d'elle. - Des éléments sensibles aux champs magnétiques tels que des sondes à effet Hall, des contacts à lames, des semi-conducteurs magnétiques, des diodes à effet magnétique, du fait des variations de champ magnétique, neutralisent leurs propriétés électriques et conviennent, par suite, également, comme les bobines parcourues par un courant, pour la détection des véhicules aussi bien en mouvement qu'à l'arrêt. Suivant une forme particulière de réalisation, le circuit électrique de voie selon l'invention présente alors au moins deux sondes espacées l'une de l'autre dans le sens des rails. La caractéristique essentielle de cette forme de réalisation réside dans le fait que, bien que les sondes utilisées soient au moins partiellement inactives, c'est-à-dire peuvent n'être pas parcourue par un courant, elle donne la possibilité de localiser un véhicule ferroviaire placé sur cette section de voie lorsqu'il y stationne. La localisation ne peut naturellement pas être obtenue lorsque le véhicule concerné s'y trouve en stationnement, étant donné que le stationnement ne rend possible aucune induction d'un champ électrique ou d'un champ magnétique dans la bobine constituant la sonde.Mais par contre, deux sondes espacées l'une de l'autre et alignées parallèlement à la direction des rails peuvent détecter la variation de vitesse d'un véhicule ferroviaire moyennant un montage électrique approprié. On peut l'imaginer, à titre d'exemple, de manière que, lorsqu'un wagon passe audessus de la première sonde, un courant électrique y soit induit . Ce courant décroît jusqu'à une valeur minimum lorsque l'extrémité du wagon passe au-dessus d'elle. Un courant de valeur et de déphasage correspondant à la valeur de la vitesse du train est également induit dans la seconde sonde, placée à distance de la première et alignée avec elle, parallèlement à la voie.Dans le cas où le train est en stationnement, une extrémité de wagon non encore détectée par la première sonde n'est alors plus repérée par la seconde, étant donné qu'entre temps le wagon s'est arrêté et se trouve alors en stationnement, aucun phénomène d'induction ne pouvant alors se produire. Du fait que la première sonde enregistre encore le passage de l'extrémité d'un wagon en mouvement, tandis que la seconde sonde n'enregistre plus rien, on peut en conclure que le véhicule correspondant est à l'arrêt. Le montage électrique de commande de cet enregistrement se trouve alors en mesure d'influencer le relais à actionner, de telle manière que, tant que le wagon est en stationnement au-dessus de la section de voie, celle-ci est signalée comme occupée. Ce procédé de constatation du stationnement d'un véhicule ferroviaire ne fonctionne, bien entendu, pas seulement avec une bobine non parcourue par un courant, mais aussi avec toutes les autres sondes électriques que, selon l'invention, on peut utiliser. Dans ce cas, reste toujours valable le principe de l'effet de la différentiation entre les deux sondes placées à distance l'une de l'autre et dont l'exploitation peut donner un renseignement sur la présence d'un véhicule ferroviaire sur cette section de voie.Comme déjà indiqué ci-dessus, il existe un domaine de la voie, à savoir celui des passages à niveau, où, étant donné qu'en hiver, on y effectue souvent des épandages de sel, pouvant conduire à un abaissement important de la résistance électrique, il convient par suite, tout particulièrement d'y placer au moins une sonde sur une plaque de passage placée entre les deux rails de la voie. On est alors sûr que les dispositifs de signalisation et d'arrêt se trouvant près du passage à niveau maintiennent constamment un signal de voie libre, indépendamment d'éventuels courts-circuits susceptibles de se produire entre les rails d'une voie. Comme on l'a déjà mentionné, on utilise souvent des plaques de béton armes de fils d'acier pour réaliser de telles plaques de passage pour passage à niveau, plaques de béton dans lesquelles l'armature peut déborder du côté des rails, et est soudée aux profilés métalliques extérieurs formant les rails. Lorsqu'on utilise de telles plaques de voie pour les passages à niveau, il subsiste alors, si l'on ne prévoit pas le circuit de voie selon l'invention, un risque d'indication erronée dans les conditions climatiques hivernales les plus défavorables, dû à ce que la longueur que le court-circuit a à franchir diminue encore. Au moins une sonde doit être orientée vers le haut de manière à être tout à fait libre, afin de maintenir aussi faible que possible l'épaisseur de la matière de protection placée au-dessus d'elle, de manière à conserver à la sensi bilité des indications de la sonde une valeur aussi élevée que possible. I1 peut se révéler nécessaire, en particulier lorsque les sondes sont placées dans les plaques de passages à niveau, de les enduire d'une couche de matière résistante à l'usure pour les protéger des véhicules automobiles passant au-dessus d'elles. C'est ainsi par exemple que l'on peut mettre sur la sonde une matière synthétique résistante à l'usure, comme, par exemple, une résine époxy ou une résine polyester.La sonde peut également être directement coulée dans un évidement de la plaque de voie au moyen d'une telle résine synthétigue. Pour protéger le mieux possible le champ magnétique de la sonde des influences extérieures, et ainsi, en contre partie, maintenir le niveau de sensibilité de la sonde aussi élevé que possible, il peut être indiqué de placer au moins une sonde dans une cavité ayant sensiblement la forme d'un vase ouvert vers le haut, réalisé en un matériau électrique conducteur, par exemple du "Mumetal" > (marque déposée). De cette manière, on obtient également une protection par rapport aux rails, en particulier également vis-à-vis des voies adjacentes, mais encore vis- -vis des véhicules routiers, qui peuvent éventuellement provoquer une perturbation du champ magnétique de la sonde. Lorsqu'il s'agit de surveiller la présence sur des tronçons de voie ferrée plus longs des véhicules ferroviaires, il est nécessaire de placer entre les rails plusieurs sondes espacées les unes des autres et alignées parallèlement aux rails et espacées entre elles. Ce problème se pose en particulier pour des passages à niveau très larges. Il est indiqué, dans ce cas, d'utiliser deux sondes disposées dans des plaques de passage placées entre les deux rails de la voie. Les sondes peuvent être placées au début et à la fin du passage à niveau et en nombre choisi à volonté entre ces deux extrémités, afin que l'on puisse être sur qu'aucune partie d'un véhicule ferroviaire ne puisse être "manquée". L'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, plus en détail en regard des dessins annexés. Sur ces dessins la figure 1 montre le schéma d'un circuit électrique de voie selon l'invention; les figures 2 et 3, la disposition d'une sonde dans un passage à niveau à hauteur de rails respectivement en coupe et en plan. Le circuit électrique de voie 3, représenté à la figure 1, comporte un relais 4, dont la sortie est reliée à la commande de signal 8, laquelle fournit également, par l'intermédiaire de prérésistances (non représentées), la source de courant d'alimentation, et d'où part le signal d'indication de voie libre. En supposant qu'en dehors du relais 4, on n'ait prévu dans le circuit-aucun autre montage dans le circuit 3, un court-circuit se produisant entre les rails de la voie 1 entraînerait le déclenchement dudit relais 4, ce qui entraînerait le signal d'occupation de cette section de voie, même si aucun véhicule ne s'y trouvait. Pour empêcher cela et rendre alors possible de la part de la commande de signaux 8 une indication correcte, lorsqu'un court-circuit se produit entre les rails de la voie I du fait des circonstances plus haut mentionnées, on place une sonde 5 entre les rails, laquelle répond à la présence d'éléments ferromagnétiques placés au-dessus d'elle par une variation de son champ magnétique. Le signal de mesure de cette sonde aboutit par l'intermédiaire d'un amplificateur 6 à un relais 7, qui représente une dérivation supplémentaire monté sur le relais 4, et agit sur la commande de signal 8. Dans le cas où un court-circuit se produit entre les rails et sans qu'aucun véhicule ferroviaire ne s'y trouve, cette situation est alors indiquée par la sonde 5, ce qui a pour conséquence que la commande de signal 8 délivre le signal vrai, à savoir que la voie est librè. Parmi les deux rails, reliés au circuit de voie 3, un rail 2 de la voie 1 est isolé vis-à-vis de la terre, résultat que l'on obtient, par exemple, en enduisant les traverses de goudron et en réalisant les éclisses reliant deux rails 2 successifs en un matériau non conducteur. On a représenté sur la figure 2 une vue en coupe d'un passage à niveau comportant des plaques de passage 9 solidarisées aux rails par l'intermédiaire de profils 10 en élastomères. La sonde électrique 5 utilisée est encastrée dans la plaque de voie 9, en haut de celle-ci et est entourée d'une couche de matière de protection 12. La transmission du signal de mesure est obtenue au moyen d'une ligne électrique 13, reliée au circuit de voie 3. La figure 3 représente en plan le passage à niveau représenté sur la figure 2. On y voit qu'entre les rails, plusieurs plaques de passage 9 sont disposées adjacentes les unes aux autres. Des sondes 5 peuvent, par exemple, être prévues, toutes les deux plaques 9, ce qui permet d'être sûr qu'aucun véhicule ne se trouve dans la zone de passage. De ce fait, le cas où un véhicule ou une partie d'un tel véhicule ne serait pas détecté ne peut pas se produire. Les sondes 5 peuvent bien entendu être également placées sur les plaques 9 d'un passage à niveau, dans un autre ordre, par exemple, lorsque ledit passage n'est pas très long, seulement sur les premières et les dernières plaques 9. Quand la plaque 9 consiste en une plaque de béton armée de barre de fer, on doit veiller à ce que la sonde 5 soit placée dans la plaque 9 de manière à être isolée de l'armature de fer. Le circuit de voie selon l'invention est alors toujours avantageusement applicable aux points critiques de la voie. Ce n'est en effet pas seulement le cas pour les passages à niveau, mais aussi pour les aiguillages, sur lesquels, en hiver, on répand également du sel. Dans cette zone particulière de la voie, on peut également utiliser un circuit de voie selon l'invention, pour obtenir la signalisation de voie libre. La sonde 5 peut alors être fixée dans un logement approprié ménagé dans une traverse. On peut également choisir toute autre forme d'installation de la sonde 5 entre les rails d'une voie. I1 va de soi que la sonde 5 peut être installée également à n'importe quel passage à niveau et pas seulement selon la forme d'installation représentée sur les figures 2 et 3.On peut également et avantageusement installer le circuit de voie selon l'invention là où l'infrastructure de la voie se trouve dans un état tel que la résistance électrique entre les deux rails possède une valeur se trouvant déjà à l'intérieur de la zone où se situe un danger d'indication erronée de la part de la commande de signal 8. Un tel état de l'infrastructure de la voie ne se produit d'ailleurs pas seulement du fait de l'pandage de sel en hiver, mais aussi du fait que le lit de cailloux la constituant a pu être soumis à des rinçages avec des liquides contenant des électrolytes comme, par exemple, des engrais ou même imprégné par des retombées de produits au voisinage d'installations d'industries chimiques. Concernant le fonctionnement du circuit selon l'invention, il y a lieu de remarquer, pour terminer, que des indications erronees fournies par la sonde 5, du fait de voitures automobiles passant au-dessus d'elle, peuvent être supprimées en déclenchant alors la sonde de manière qu'elle ne fournisse un signal que lorsque les barrières du passage à niveau sont fermées. Lorsque par contre les barrières sont ouvertes et que le passage à niveau est parcouru par des voitures automobiles, les signaux fournis par les sondes sont supprimés. A cet effet, on peut déclencher des installations de signalisation de surveillance de l'état des barrières ou des installations de signalisation de type connu. Il est à remarquer que le fonctionnement des installations de sécurité de voie et de signalisation sont de formes très différentes et qu'un très grand nombre de critères doivent être remplis, étant donné que - comme cidessus expliqué- en matière de trafic ferroviaire, on doit constamment opérer avec une sécurité totale et absolue. REVENDICATIONS 1. Circuit électrique de voie ferrée pour installations de signalisation indépendantes de ladite voie, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une sonde électrique (5) répondant aux constituants ferromagnétiques d'un véhicule se trouvant au-dessus d'elle, et disposée entre les deux rails d'une voie (1). 2. Circuit électrique de voie ferrée selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins une sonde est soit une bobine non parcourue par un courant, soit une bobine parcourue par un courant, soit une sonde à effet Hall, soit un contact à lames, soit un semi-conducteur magnétique, soit une diode à effet magnétique. 3. Circuit électrique de voie ferrée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux sondes (5) espacées entre elles et alignées parallèlement aux rails. 4. Circuit électrique de voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une sonde (5) disposée dans une plaque de passage (9) de passage à niveau à hauteur de rails placée entre les deux rails (1) d'une voie ferrée. 5. Circuit électrique de voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'au moins une sonde (5) est disposée de manière à être, pour l'essentiel orientée librement vers le haut. 6. Circuit électrique de voie ferrée selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins une sonde (5) est disposée dans une armature (12) en forme de vase ouvert vers le haut, réalisée en un matériau éiectri- quint conducteur, tel que par exemple du "Numétal" (marque déposée). 7. Circuit électrique de voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 4, 5 ou 6, caractérise par le fait qu'il comporte au moins deux sondes (5) disposées dans deux plaques de voie (9), différentes l'une de l'autre, placées entre les rails d'une voie (1).