Brevet FR2932730A1 — publié le 20091225

La présente invention concerne un dispositif de mise en traction des fils de contact de caténaires présent sur les voies ferrées. Son utilisation s'applique à toutes les caténaires en particulier là où la place disponible est limitée, par exemple en présence d'ouvrages d'arts tels que les tunnels ou les ponts. Actuellement, la tension des fils caténaires est assurée soit par des dispositifs à poulie et à contrepoids, soit par des ensembles de ressorts, soit par des groupes hydrauliques comportant une pompe et un vérin. Ces conceptions présentent les inconvénients d'être encombrantes, lourdes ou coûteuses. Et la traction délivrée est constante et ne peut être réduite ou augmentée. L'augmentation de la vitesse commerciale des trains nécessite une force de traction élevée qui, si elle est maintenue en permanence, peut réduire la durée de vie du fil caténaire, alors que cette force pourrait être réduite en l'absence de trafic. L'invention apporte une solution simple, légère, et de taille réduite à l'ensemble des inconvénients ci-dessus. Selon l'invention, -figure 1- la traction du fil de contact (22) isolé électriquement par l'isolateur (23) est fournie par un vérin hydraulique (1) fixé par un moyen connu à l'infrastructure et alimenté par un fluide hydraulique circulant dans une conduite flexible (2), ledit fluide hydraulique provenant d'un réservoir calorifugé sous pression (3), comportant en sa partie basse une réserve de fluide hydraulique (4) et séparée par une membrane élastique (5), une réserve de fluide à tension de vapeur élevée à température ambiante (6), ce fluide étant le fluide moteur. Ce réservoir (3) est maintenu à une température imposée par une résistance électrique de chauffage (7), qui, ici est un thermoplongeur, mais qui peut prendre une tout autre forme, par exemple celle d'un tapis chauffant encerclant. Le réservoir comporte en partie haute, une vanne de remplissage (8), et en un endroit quelconque, un capteur de pression (9), en partie basse un capteur de niveau (10). Deux vannes (11) et (12) sont placées sur la conduite (2). Elles facilitent les opérations de remplissage et la vanne (12), lorsqu'elle est fermée, isole et bloque le vérin en position. Un dispositif de régulation électronique d'une réalisation connue, souvent appelé automate programmable (13) asservit la pression en faisant varier la température interne du réservoir. Il est raccordé optionnellement, selon l'application désirée par un module de transmission souvent appelé modem (14) à une centrale de commande ou au circuit de télésignalisation existant qui pourra décider d'une augmentation ou d'une diminution de la pression, donc de la force de traction exercée sur le câble qui est donnée par la relation F=P.S, P étant la pression et S la surface active du vérin. Le réservoir est placé dans une enceinte (25) isolée thermiquement par des produits classiques (15) comme ceux utilisés dans la fabrication des équipements frigorifiques ou des chauffe eaux. Un disque de rupture (16) est placé sur la conduite (2) ou entre la vanne de remplissage (8) et le réservoir (3). Un thermostat de sécurité (17) à coupure de circuit lors d'un dépassement de température de consigne est placé au contact du réservoir (3) et est inséré en série avec les fils d'alimentation de la résistance de chauffage. Un manomètre mécanique (18) de contrôle visuel est placé sur la conduite (2). Un bouchon (19) obturé en temps normal sert au remplissage du circuit hydraulique.. L'ensemble des éléments ci-dessus hormis le vérin peuvent être placés dans une enceinte (20), par exemple une armoire, destinée à éviter toute intervention non autorisée. Un capteur de température (21) fixé à la paroi du réservoir, ainsi que les capteurs de pression( 9) et de niveau (10) sont reliés au régulateur (13). L'alimentation élelctrique (24) assure le fonctionnement général du régulateur et du chauffage. Fonctionnement selon l'invention : Caractéristiques du fluide moteur : Le fluide moteur (6) peut être tout fluide ayant une tension de vapeur suffisante, fluide réfrigérant, butane, propane par exemple. La figure 2 représente la caractéristique pression û température d'un fluide frigorifique, le R 410 A, fluide non polluant, non inflammable, bien adapté aux ambiances confinées telles que les tunnels. En utilisant ce fluide, une stabilisation à la température de 50° C, température toujours supérieure à la température ambiante, génère une pression de 30 bars et à 70°c une pression de 48 bars soit une augmentation de 60%. Ainsi, en modulant la température, on pourra faire varier la traction de 1 à 1.6. Pour une température ambiante maximale de 30°C, température maximale d'un tunnel, la variation admissible (entre 30°C et 70°C) est de 1 à 2.7, variation utile pour réduire les contraintes dans les fils de contacts en l'absence de trafic. Le volume du réservoir (3) est déterminé pour contenir le volume utile provoqué par la course du vérin (1) qui dépend de la dilatation due aux variations de température du fil de contact auquel il faut ajouter le volume du gaz occupé par le fluide moteur en phase gazeuse et une réserve de sécurité pour prolonger la durée de fonctionnement en cas de fuite de fluide moteur. A titre d'exemple, pour garantir une course de vérin de 1.2 mètres, et une force nominale de 26 kilo Newton, à une température minimale de 45°C, le volume du réservoir est de 18 litres. Le régulateur (13) dont la commande est soit locale, (fonctionnement autonome) soit pilotée (fonctionnement en réseau) par l'intermédiaire du module modem (14) asservit la température à la valeur de consigne correspondant à la pression,qui est proportionnelle à la force de traction voulue. Il reçoit les informations de température par le capteur (21) de pression par le capteur (9) de niveau par le capteur (10), Ces informations assurent la régulation, la sécurité en cas d'échauffement imprévu et l'alerte en cas de fuite. Lorsque le régulateur est réuni via un réseau par exemple du type RS485 à un contrôleur informatique de gestion, elles assurent un fonctionnement sans panne ni avarie préjudiciable à l'exploitation, la maintenance s'effectuant de manière préventive. Le disque de rupture (16) , organe de sécurité, laisse passer le fluide vers l'atmosphère dès que la pression dépasse sa pression d'éclatement En cas d'absence d'énergie électrique, la traction du fil de contact décroît lentement, permettant ainsi une intervention sans arrêt du trafic. En effet, le réservoir étant calorifugé, la déperdition calorifique est lente, comparable à celle d'un chauffe eau ménager. Une intervention sur le réservoir et sa commande est alors possible, en fermant la vanne (12), qui bloque le vérin (1) en position. La consommation énergétique fournie par le réseau électrique (23) est en régime permanent très modérée, de l'ordre de quelques watts à quelques dizaines de watts. Un calorifugeage moins performant nécessitera une puissance d'entretien en température plus élevée, mais les temps de relâchement des efforts, qui ne dépendent que de la diminution des températures seront alors plus réduits. Une variante économique consiste à supprimer la membrane (5) et à n'utiliser que le fluide moteur dans l'ensemble du circuit. Cette solution évite alors tout risque d'incendie. REVENDICATIONS1) Dispositif de mise en traction des fils de contacts de caténaires caractérisé par le fait qu'il comporte un vérin (1) alimenté par un fluide à tension de vapeur élevée (6) dont la pression de vapeur est générée par la mise en température dudit fluide à la valeur correspondante à ladite pression. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le fluide à tension de vapeur élevée, fluide moteur (6), est de préférence choisi parmi les fluides peu toxiques et ininflammables tels que les fluides frigorigènes . 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un réservoir calorifugé sous pression (3), rempli soit du fluide moteur, soit d'un fluide moteur et d'un fluide hydraulique (4) séparés par une membrane élastique (5), tout en maintenant un volume de fluide moteur en phase gazeuse. 4) Dispositif selon revendication 3 caractérisé par le fait que ce réservoir (3) comporte une résistance de chauffage (7), un thermostat de sécurité, (17) un capteur de pression (9), un capteur de température (21) et un capteur de niveau (10). 5) Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un disque de rupture de sécurité (16), laisse passer le fluide vers l'atmosphère dès que la pression dépasse sa pression d'éclatement. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un régulateur électronique (13) assurant l'asservissement de la pression à la valeur désirée et contrôlant l'ensemble des paramètres de fonctionnement, pression, température et niveau du fluide afin de déclencher les alertes en cas de disfonctionnement. 7) Dispositif selon la revendication (6) caractérisé par la possibilité de transmettre des données et des alertes et de recevoir des consignes de niveau de pression à maintenir via un module modem (14). 8) Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par la présence d'une vanne (12) d'isolement du fluide du vérin