Brevet FR2780685A1 — publié le 20000107

La présente invention concerne une installation de transport ferro- viaire du type comprenant un véhicule ferroviaire équipé d'un moteur électri- que de traction, une voie de circulation du véhicule ferroviaire comportant deux files de rails parallèles, et des moyens d'alimentation électrique du moteur du véhicule ferroviaire. Les tramways à propulsion électrique sont couramment utilisés pour assurer le transport des voyageurs dans les zones urbaines et suburbaines. Les véhicules ferroviaires mis en oeuvre sont alors en contact direct avec les personnes et les véhicules circulant à proximité. Pour des raisons de sécurité, les tramways actuels sont alimentés grâce à une prise de courant réalisée par une perche ou un pantographe coopérant avec un fil aérien ou caténaire s'étendant sur toute la longueur de la voie de circulation des tramways. Une telle installation nécessite donc la mise en place, au-dessus de la voie, d'une caténaire maintenue à des poteaux ou aux bâtiments par des câbles de support transversaux. La multiplication des fils et câbles aériens nuit à l'aspect visuel des villes, et limite ainsi les possibilités d'implantation de lignes de tramways. L'invention a pour but de fournir une installation de transport ferro- viaire ne présentant pas l'inconvénient mentionné ci-dessus, en étant dé- pourvue de caténaires d'alimentation des véhicules ferroviaires, tout en étant sans danger du point de vue électrique pour les personnes ou les véhicules circulant au voisinage immédiat. A cet effet, I'invention a pour objet une installation de transport ferro- viaire du type précité, caractérisée en ce que caractérisée en ce que au moins l'une des files de rails est subdivisée en tronçons successifs isolés électriquement les uns des autres, la longueur de chaque tronçon étant infé- rieure à la longueur totale du véhicule ferroviaire, en ce que les moyens d'alimentation du moteur électrique comportent, portés par le véhicule ferro- viaire, des moyens de prélèvement de courant sur les deux files de rails, lesquelles files de rails sont alimentées depuis une source d'énergie électri- que, et en ce que les moyens d'alimentation comportent en outre, d'une part, des moyens de commutation adaptés pour commander sélectivement l'alimentation individuelle en énergie électrique de chaque tronçon de rail, et d'autre part des moyens de pilotage desdits moyens de commutation pour provoquer la connexion à la source d'énergie électrique, d'au moins un tron- çon de rail totalement masqué au-dessus du véhicule ferroviaire, et la dé- connexion des tronçons de rail non totalement masqués par un véhicule ferroviaire. Suivant des modes de réalisation particuliers de l'installation, celle-ci comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les moyens de prélèvement de courant sur les deux files de rails sont disposés sensiblement dans la partie médiane de la longueur du véhi- cule ferroviaire, et la longueur de chaque tronçon de rail est inférieure à la moitié de la longueur du véhicule ferroviaire; - les moyens de prélèvement de courant comportent, pour chaque file de rails, un balai conducteur adapté pour frotter à la surface du rail - le véhicule ferroviaire comporte, associée à chaque file de rails, au moins une roue dont la bande de roulement appliquée sur chaque file de rails est conductrice, et les moyens de prélèvement de courant comportent des moyens de liaison électrique de la bande de roulement de chaque roue au moteur électrique; - la bande de roulement conductrice d'au moins une roue du véhicule ferroviaire est isolée électriquement du corps central de la roue par une cou- ronne isolante; - les tronçons successifs de rails sont séparés longitudinalement par des inserts isolants; - lesdits inserts isolants comportent des broches dont les extrémités sont reçues chacune dans des logements ménagés en bout dans l'épaisseur des deux tronçons de rail successifs; - lesdits moyens de pilotage comportent des moyens de déclenche- ment, solidaires de la structure du véhicule ferroviaire, et des moyens de commande des moyens de commutation, lesquels moyens de commande sont répartis le long de la voie et sont adaptés pour coopérer avec les moyens de déclenchement lors du passage du véhicule ferroviaire - les moyens de déclenchement comportent un émetteur adapté pour l'émission d'un signal de déclenchement, et les moyens de commande com- portent un récepteur adapté pour la réception du signal de déclenchement afin de commander les moyens de commutation lors de la réception du si- gnal du déclenchement; - les moyens de déclenchement comportent un aimant ou un dispositif mobile et les moyens de commande comportent des moyens mécaniques mobiles déplaçables, sous la commande de l'aimant, entre deux positions correspondant à la connexion et à la déconnexion des tronçons de rail adja- cents; et - la voie est intégrée au moins partiellement dans la chaussée d'une rue. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- sins, sur lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective schématique d'une section d'une installation de transport ferroviaire selon l'invention; - La figure 2 est une vue en perspective, à plus grande échelle, de la liaison de deux tronçons de rails successifs d'une file de rails de la voie de I'installation de la figure 1; - La figure 3 est une vue en coupe transversale du véhicule ferroviaire et de la voie de circulation de la figure 1; et - La figure 4 est une vue en section de l'essieu de la figure 3. L'installation selon l'invention comporte essentiellement un réseau de voies de circulation 10 sur lesquelles circulent des véhicules ferroviaires arti- culés 12, par exemple des tramways. Sur la figure 1, est représentée uni- quement une section de voie de circulation sur laquelle le véhicule ferro- viaire 12 se déplace suivant le sens de la flèche Fl. La voie 10 comporte deux files de rails parallèles 14, 15. Ces files de rails sont formées par des rails à gorge métallique intégrés dans la chaussée 16 destinée à la circulation des véhicules automobiles et au passage des piétons. Les files de rails 14,15 reposent sur des traverses non représentées noyées dans la chaussée sur la figure 1. La première file de rails 14 comporte une successions de tronçons de rails notés 14A, 14B, 14C, 14D. Ceux-ci sont espacés les uns des autres par des intervalles 17A, 17B, 17C. Ils sont isolés électriquement les uns des au- tres. Comme représenté sur la figure 2, les tronçons successifs de rails à gorge peuvent être maintenus écartés axialement par un insert isolant 18. Ce dernier comporte par exemple une broche en matériau isolant, dont les extrémités sont reçues dans des trous borgnes ménagés dans l'épaisseur des extrémités en regard des tronçons de rail. En variante non représentée, I'insert 18 comporte une entretoise in- terposée entre les deux extrémités des tronçons de rail successifs et s'étendant suivant toute la section de la file de rails. Avantageusement, la longueur de chaque tronçon de rail de la pre- mière file de rails 14 de tout le réseau ferré est inférieure à la moitié de la longueur totale du véhicule ferroviaire 12. Par exemple, les tronçons de rails ont une longueur I sensiblement égale à 10 m pour un véhicule ferroviaire d'une longueur totale de 25 m. La seconde file de rails 15 est électriquement continue, tous les rails étant reliés électriquement entre eux. Les deux files de rails 14, 15 sont alimentées en courant électrique par une source d'énergie électrique 20. La seconde file de rails 15 sert de retour au courant et est reliée par un unique fil enterré 21 à la source 20. Les tronçons successifs de la première file de rails 14 sont reliés cha- cun à un fil d'alimentation commun noté 22 par l'intermédiaire de moyens de commutation propres 24. Ces moyens de commutation sont par exemple des organes à semi-conducteur. Le fil d'alimentation commun 22 est enterré dans la chaussée 16 le long de la première file de rails 14 suivant toute la longueur de celleci. Les moyens de commutation 24 sont adaptés pour assurer sélecti- vement, sous la commande de moyens de pilotage désignés par la réfé- rence générale 25, la connexion ou la déconnexion individuelle de chaque tronçon de rail au fil d'alimentation commun 22 et donc à la source d'énergie électrique 20. Différents modes de réalisation des moyens de pilotage 25 schémati- sés sur la figure 3 seront décrits dans la suite de la description. Dans l'exemple représenté, le véhicule ferroviaire 12 comporte une caisse articulée 40 délimitant l'habitacle pour le transport des passagers. Elle est supportée par deux bogies d'extrémité 42A et un bogie médian 42B disposé dans la partie médiane du véhicule. Chaque bogie comporte deux essieux. Les roues des bogies d'extrémité 42A sont électriquement isolées de la caisse 40. Au contraire, au moins un des essieux, noté 44 et représenté sur la figure 3, du bogie médian 42B est muni de moyens 46 de prélèvement de courant sur les deux files de rails 14 et 15. Le véhicule 12 comporte en outre un moteur électrique de traction 48 relié par une chaîne de transmission mécanique à au moins l'un des essieux du véhicule. L'essieu 44 est représenté plus en détail sur la figure 4. Une première roue 52 est associée à la première file de rails 14, alors que la seconde roue 54 est associée à la seconde file de rails 15. Chaque roue comporte un corps central 56, 58. Ceux-ci sont reliés par un arbre transversal 60. Chaque roue présente une bande de roulement métallique 62, 64 munie sur sa périphérie intérieur d'un bourrelet 66, 68. Les bandes de rou- lement 62, 64 sont solidarisées aux noyaux 56, 58 par des couronnes péri- phériques isolantes 70, 72 réalisées par exemple en caoutchouc et formant en outre amortisseurs. La couronne 70 assure une isolation électrique entre la bande de roulement 62 et le corps de roue 56. La roue 54 comporte un ou plusieurs conducteurs de liaison 76 assu- rant la liaison électrique entre le corps de roue 78 et la bande de roulement 64 malgré la présence de la couronne 72. Les moyens 46 de prélèvement de courant comportent pour chaque roue 52, 54 un balai conducteur 78, 80 frottant latéralement sur la surface intérieure des bandes de roulement 62, 64. Ces balais sont reliés aux bor- nes du moteur de traction 48 pour son alimentation électrique. Suivant un mode particulier de réalisation du véhicule ferroviaire, les moyens de prélèvement de courant 46 comportent en outre ou uniquement des balais conducteurs 82 adaptés pour frotter directement sur la surface supérieure de chaque file de rails. Suivant encore un autre mode particulier de réalisation, le balai con- ducteur 80 de retour du courant frotte directement sur le noyau 58, ou sur l'arbre 60, au moyen de contacts conventionnels. Les moyens de pilotage 25 comportent d'une part des moyens de dé- clenchement 84 portés par la caisse du véhicule et d'autre part des moyens 86 de commande des moyens de commutation 24. Les moyens de com- mande sont disposés dans la chaussée 16 tout au long de la file de rails 14: Les moyens de déclenchement 84 sont fixés intérieurement en bas du flanc latéral du véhicule dans sa partie médiane. Les moyens 25 de pilotage des moyens de commutation 24 sont adaptés pour provoquer la connexion à la source d'énergie 20 d'au moins un tronçon de rail 14C totalement masqué au-dessous du véhicule ferroviaire 12 et la déconnexion de tous les tronçons de rail non totalement masqués par un véhicule ferroviaire 12. Dans le mode de réalisation représenté, les moyens de commande 86 disposés le long de la première file de rails 14 comportent des récepteurs radioélectriques disposés au niveau de chaque jonction entre deux tronçons de rails successifs, c'est-à-dire à côté des intervalles 17A, 17B, 17C. Ces récepteurs sont reliés aux moyens de commutation 24 par un ré- seau de commande 88 représenté sur la figure 1. Ces moyens de commande 86 sont adaptés pour coopérer avec les moyens de déclenchement 84 portés par le véhicule 12 constitués par des émetteurs radioélectriques. Ces moyens de déclenchement 84 sont adaptés pour émettre un signal de déclenchement prédéterminé, reconnu par les moyens de commande 86 lors du passage de la partie médiane du véhicule 12 au droit d'un récepteur. L'installation décrite ici fonctionne de la manière suivante. Lors du passage des moyens de déclenchement 84 au droit des moyens de commande 86 disposés entre deux tronçons successifs de rail, les moyens de commande 86 recevant le signal de déclenchement action- nent les moyens de commutation 24 des tronçons de rail amont et aval en considérant le sens d'avancement du véhicule. Ils commandent ceux-ci pour provoquer la déconnexion du tronçon aval du fil d'alimentation 24 et, simul- tanément, ils commandent la connexion au fil d'alimentation 22 du tronçon amont. Ainsi, on comprend que les moyens de prélèvement de courant 46, disposés dans la partie médiane du véhicule sont continuellement en con- tact avec un tronçon de la première file de rails 14 alimentés en courant électrique, ce qui permet la traction permanente du véhicule par le moteur 48. Le tronçon de rail alimenté est totalement recouvert par le véhicule ferroviaire 12, de sorte que celui-ci n'est pas accessible pour les usagers de la route, les flancs latéraux du véhicule protégeant l'accès au tronçon de rail alimenté. Tous les autres tronçons de rail non disposés au-dessous d'un véhi- cule sont déconnectés du fil d'alimentation commun 22, supprimant ainsi tout risque pour les usagers de la roue. L'absence de caténaire permet d'améliorer l'aspect visuel de l'installation. Suivant un mode de réalisation particulier non représenté, les moyens de déclenchement comportent un aimant ou un dispositif mécanique mobile et les moyens de commande comportent des moyens mécaniques mobiles déplaçables, sous la commande de l'aimant, entre deux positions corres- pondant à la connexion et à la déconnexion des tronçons de rail adjacents. Le déplacement des moyens mécaniques commande le changement d'état des moyens de commutation associés aux tronçons amont et aval assurant ainsi, respectivement, leur connexion et leur déconnexion. REVENDICATIONS 1.- Installation de transport ferroviaire du type comprenant un véhicule ferroviaire (12) équipé d'un moteur électrique de traction (48), une voie (10) de circulation du véhicule ferroviaire comportant deux files (14, 15) de rails parallèles, et des moyens d'alimentation électrique du moteur (48) du véhi- cule ferroviaire (12), caractérisée en ce que au moins l'une (14) des files de rails est subdivisée en tronçons successifs (14A, 14B, 14C, 14D) isolés électriquement les uns des autres, la longueur de chaque tronçon étant infé- rieure à la longueur totale du véhicule ferroviaire (12), en ce que les moyens d'alimentation du moteur électrique (48) comportent, portés par le véhicule ferroviaire (12), des moyens (46) de prélèvement de courant sur les deux files de rails (14, 15), lesquelles files de rails (14, 15) sont alimentées depuis une source d'énergie électrique (20), et en ce que les moyens d'alimentation comportent en outre, d'une part, des moyens de commutation (24) adaptés pour commander sélectivement l'alimentation individuelle en énergie électri- que de chaque tronçon de rail (14A, 14B, 14C, 14D), et d'autre part des moyens (25) de pilotage desdits moyens de commutation (24) pour provo- quer la connexion à la source d'énergie électrique (20), d'au moins un tron- çon de rail (14C) totalement masqué au-dessus du véhicule ferroviaire (12), et la déconnexion des tronçons de rail (14A, 14B, 14D) non totalement mas- qués par un véhicule ferroviaire (12). 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de prélèvement de courant (46) sur les deux files de rails (14, 15) sont disposés sensiblement dans la partie médiane de la longueur du véhi- cule ferroviaire (12), et la longueur de chaque tronçon de rail (14A, 14B, 14C, 14D) est inférieure à la moitié de la longueur du véhicule ferroviaire (12). 3.- Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de prélèvement de courant (46) comportent, pour chaque file de rails (14, 15), un balai conducteur (82) adapté pour frotter à la surface du rail. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que le véhicule ferroviaire (12) comporte, associée à chaque file de rails (14, 15), au moins une roue (52, 54) dont la bande de roulement (62, 64) appliquée sur chaque file de rails (14, 15) est conduc- trice, et en ce que les moyens de prélèvement de courant (46) comportent des moyens (50) de liaison électrique de la bande de roulement (62, 64) de chaque roue au moteur électrique (48). 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la bande de roulement conductrice (62) d'au moins une roue du véhicule ferro- viaire (12) est isolée électriquement du corps central (56) de la roue par une couronne isolante (70). 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que les tronçons successifs de rails (14A, 14B, 14C, 14D) sont séparés longitudinalement par des inserts isolants (28). 7.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits inserts isolants comportent des broches (18) dont les extrémités sont reçues chacune dans des logements ménagés en bout dans l'épaisseur des deux tronçons de rail successifs. 8.- Installation selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que lesdits moyens de pilotage (25) comportent des moyens (84) de déclenchement, solidaires de la structure du véhicule ferro- viaire(12), et des moyens (86) de commande des moyens de commutation (24), lesquels moyens de commande (86) sont répartis le long de la voie (10) et sont adaptés pour coopérer avec les moyens de déclenchement (84) lors du passage du véhicule ferroviaire (12). 9.- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de déclenchement (84) comportent un émetteur adapté pour l'émission d'un signal de déclenchement, et en ce que les moyens de com- mande (86) comportent un récepteur adapté pour la réception du signal de déclenchement afin de commander les moyens de commutation (24) lors de la réception du signal du déclenchement. 10.- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de déclenchement comportent un aimant ou un dispositif mobile et les moyens de commande comportent des moyens mécaniques mobiles déplaçables, sous la commande de l'aimant, entre deux positions corres- pondant à la connexion et à la déconnexion des tronçons de rail adjacents. 11.- Installation selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la voie (10) est intégrée au moins partielle- ment dans la chaussée (16) d'une rue.