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modalité de traction. Cette ligne de 55 kilomètres, à voie de 1,5 mètre et à profil accidenté (rampes de 6 0/0), qui a subi bien des retards du au droit administratif, ne fonctionne que depuis deux ans environ et reçoit son courant d'une usine hydro-électrique de 5 eaux installée sur la Têt, à la Cassagne. Elle constitue le prolongement, vers la frontière espagnole, de la ligne à voie normale de Perpignan à Villefranche, laquelle mesure 46 kilomètres et présente un profil beaucoup plus doux : les déclivités n'y dépassent pas 2,2 0/0' et, généralement, sont limitées à 1,7 0/0' L'électrification
2,2 0/0' et, généralement, sont limitées à 1,7 0/0' L'électrification de la ligne de Perpignan à Villefranche, déjà partiellement réalisée dans les conditions que nous allons expliquer, va être prochainement complétée en vue d'un service électrique régulier de Perpignan à Villefranche. L'énergie nécessaire sera empruntée à une seconde usine hydro-électrique : celle de Fontpédrouze (environ 4500 chevaux) utilisant, comme celle de la Cassagne, une chute de 183 mètres des eaux de la Têt dérivées à l'aval de l'usine déjà en service et amenées à la nouvelle usine. Le courant sera produit sous forme d'alternatif monophasé à 13 000 volts. Cette
produit sous forme d'alternatif monophasé à 13 000 volts. Cette électrification n'est, d'ailleurs, qu'une faible partie du vaste programme adopté par la Compagnie du Midi et autorisé par la loi du 17 juillet 1908 et le décret du 8 juin 1910 ; en voici les éléments essentiels. Les lignes à électrifier forment deux groupes : Est et Ouest ; celui de l'Est dans l'Ariège et les Pyrénées-Orientales, celui de l'Ouest dans la Haute-Garonne, les Hautes et les Basses-Pyrénées, Pour ne parler que des lignes existantes ou en construction, citons, dans le groupe de l'Est, celle de Villefranche à Bourg-Aladame, déjà
le groupe de l'Est, celle de Villefranche à Bourg-Aladame, déjà électrifiée, et celle de Foix à Ax-les-Thermes, qu'on prolonge vers la frontière espagnole ; dans le groupe de l'Ouest, les lignes de Montréjeau à Pau, Pau à Oloron, Montréjeau à Luchon, Lourdes à Pierrefitte, Tarbes à Bagnères-de-Bigorre, Buzy à Laruns, Lannemezan à Arreau, soit 350 kilomètres. Il faudra, pour fournir du courant à ces deux réseaux et à leurs futures extensions, toute une série d'usines hydro-électriques de grande puissance. Pour le groupe de l'Est, on prévoit, non seulement les usines de la Cassagne et de Fontpédrouze mentionnées ci-dessus, mais une
de la Cassagne et de Fontpédrouze mentionnées ci-dessus, mais une troisième usine située à Porté, dans la vallée du Carol, et recevant les eaux du lac de Lanoux, aménagé avec barrage-réservoir. Pour le groupe de l'Ouest, on se propose de créer aussi trois usines, situées respectivement dans les vallées de la Neste, du Gave d'Oloron et du Gave de Pau. La première, de 10000 chevaux, située à Eget, dans la vallée d'Aure, sera alimentée par un grand barrage-réservoir établi sur un affluent de la Neste. Elle comprendra quatre turbo-alternateurs de 3 500 kilovoltampères produisant du courant à 6 000 volts,
3 500 kilovoltampères produisant du courant à 6 000 volts, et quatre transformateurs-élévateurs à 6 000 volts. La hauteur de chute disponible est de 700 mètres et le débit de 2 mètres cubes par seconde. La seconde sera sans doute située sur le Gave de Soussougong, affluent du Gave d'Oloron, en amont des Eaux-Chaudes. La troisième, la seule dont les travaux soient actuellement avancés, reçoit les eaux des Gaves de Gavarnie et de Cauterets, car elle est située précisément à leur jonction, près du village de Soulom (Hautes-Pyrénées). Cette usine comprend deux parties distinctes, et celle qui reçoit les eaux
comprend deux parties distinctes, et celle qui reçoit les eaux du Gave de Gavarnie est seule aménagée actuellement. Chacune des chutes (117 mètres et 358 mètres) doit actionner trois turbines de 3 500 chevaux, dont les alternateurs fourniront du courant monophasé à 6 000 volts, transformé à 60 000 volts pour la distribution primaire aux sous-stations de Lourdes, Pau, Tarbes, Lannemezan et Montréjeau, puis ramené à 12 000 volts sur les lignes de traction. C'est, en effet, à 12 000 volts, 16 2/3 périodes, qu'on s'est arrêté pour les caractéristiques du courant monophasé à employer sur les locomotives et automotrices
du courant monophasé à employer sur les locomotives et automotrices de la Compagnie du Midi. Pour étudier d'une façon approfondie le choix du matériel roulant, pendant la construction des usines hydro-électriques, la Compagnie avait décidé, en 1910, d'inviter les grandes maisons de construction de matériel électrique françaises et étrangères à lui présenter, conformément à un programme défini, des locomotives qu'elle se réservait d'acquérir après des essais de longue durée, ou de rendre à leurs constructeurs si elles ne satisfaisaient pas aux conditions imposées. Effectivement, six locomotives, construites par six maisons différentes, ont été soumises, en 1911 et 1913, par la
différentes, ont été soumises, en 1911 et 1913, par la Compagnie du Midi, à des épreuves terminées tout récemment, et qui ont eu pour résultat l'acquisition de trois machines, fournies respectivement par la Compagnie Thomson-Houston, la Société Westinghouse et les Ateliers de Constructions électriques du Nord et de l'Est (de Jeumont). Avant de les décrire, nous allons donner quelques renseignements sur l'électrification de la section de ligne où ont eu lieu les essais. Cette section, de 25 kilom. environ, est la partie de la ligne de Perpignan à Villefranche, qui précède immédiatement le chemin de fer de Villefranche à Bourg-Madame,
précède immédiatement le chemin de fer de Villefranche à Bourg-Madame, et sur laquelle il était facile d'utiliser le courant de l'usine de la Cassagne, déjà transformé à la sous-station de Villefranche pour le chemin de fer électrique précité. Le profil en long (fig. 2), entre Ille-sur-Têt et Villefranche, est en rampe pour ainsi dire continue, et les déclivités de 17 à 22 millimètres par mètre qu'on y trouve sont analogues à celles que présentera le futur réseau électrifié. AMÉNAGEMENT DE LA LIGNE D'ILLE-SUR-TÊT À VILLEFRANCHE. À la sous-station transformatrice de Villefranche, qui reçoit le triphasé (20000 volts, 25 périodes) de
Villefranche, qui reçoit le triphasé (20000 volts, 25 périodes) de l'usine de la Cassagne et distribue du continu au chemin de fer de Villefranche à Bourg-Madame, on a adjoint une seconde sous-station qui transforme, pour les essais, ce triphasé en monophasé à 120000 volts. L'usine est reliée à chacune des deux sous-stations par un groupe de trois câbles en aluminium, interchangeable au besoin avec le second groupe. La sous-station dont nous nous occupons ici contient deux groupes convertisseurs rotatifs, chacun comprenant, sur le même arbre, un moteur triphasé asynchrone triphasé et un alternateur monophasé (500 tours, 800 volts, 16 2/3
et un alternateur monophasé (500 tours, 800 volts, 16 2/3 périodes), avec son excitatrice. Des transformateurs sont interposés, du côté triphasé aussi bien que du côté monophasé, entre les lignes aériennes et les convertisseurs. Des panneaux munis de barres à basse tension triphasées et monophasées, et d'appareils de commande et de mesures, constituent le tableau de distribution. La ligne de contact n'est alimentée qu'à Villefranche, vu sa faible longueur; il n'y a donc pas de feeders. L'équipement électrique de la ligne a été, aussi bien que les locomotives, l'objet d'essais comparatifs, intéressants pour le choix des supports et des suspensions
comparatifs, intéressants pour le choix des supports et des suspensions à adopter ultérieurement sur le réseau. Six modèles d'équipements, dont on trouvera la description détaillée dans la Revue générale des Chemins de fer, ont été posés sur des longueurs de 3 à 4 kilom. chacun. Nous pouvons résumer ainsi leurs caractéristiques : 10 Suspension semi-rigide de M. Paul, Ingénieur en chef de la Compagnie du Midi, construite par MM. Vedovelli et Priestley. — Les poteaux métalliques sont constitués par deux montants parallèles (rails à double champignon entretoisés par des éclisses) ; les plans médians de ces files de rails sont
; les plans médians de ces files de rails sont rectangulaires, ce qui donne de la rigidité au poteau à la fois dans le sens de la voie et dans le sens transversal. Un seul des montants est prolongé par une potence à laquelle est suspendu le conducteur (fig. 3). Des fils intermédiaires relient ce conducteur (constitué par une poutre en treillis à section triangulaire, sur une arête de laquelle frotte la prise de courant) à des câbles qui vont d'une potence à l'autre; des isolateurs sont interposés entre le conducteur et les fils ou câbles de suspension ; 20
conducteur et les fils ou câbles de suspension ; 20 Suspension catenaire simple de la Société Westinghouse. — Les poteaux sont, comme dans le type précédent, formés de vieux rails, mais ils sont munis de consoles horizontales portant les isolateurs de suspension. Le conducteur est un fil de cuivre rattaché aux câbles porteurs par des pendules semi-rigides, et aux poteaux par des bras antibalançants, évitant les oscillations latérales du conducteur. Dans une partie de la section pourvue de cet équipement, pour des portées de 100 mètres, la suspension est munie d'un dispositif compensateur des dilatations, au moyen de poids tendeurs
d'un dispositif compensateur des dilatations, au moyen de poids tendeurs ; 3° Suspension catenaire simple de la Société A. E. G. — Ici, les poteaux sont en ciment armé à section en I, et munis de bras horizontaux en fer, portant, comme ci-dessus, les isolateurs des câbles et des antibalançants auxquels est fixé le conducteur. Des dispositifs de tension à contrepoids sont intercalés de distance en distance ; 40 Suspension catenaire double de la Compagnie Thomson-Houston. Les porteurs sont analogues aux précédents, et portent des consoles de divers types (fig. 4 et 5) ; on y voit, dans chaque cas,
4 et 5) ; on y voit, dans chaque cas, les isolateurs qui portent les câbles. Le fil de contact, à section en 8, est suspendu par des étriers au câble Porteur secondaire, sellé lui-même par des pendules au câble principal. À une extrémité de chaque section, le fil de contact est tendu par un contrepoids ; 50 Suspension catenaire simple de MM. Bisson-Bergès et Cie. Ici encore, les poteaux sont en ciment armé, les consoles horizontales en fer; le câble porteur soutient le conducteur au moyen de chaînettes; des isolateurs en chapelet séparent ce câble de ses ancrages sur
isolateurs en chapelet séparent ce câble de ses ancrages sur les poteaux. Le dispositif de tension comprend des poulies différentes sur lesquelles s'enroulent des ficelles. Ces les câbles à tendre d'une part, et les fils de suspension des antipodes, d'autre part, ce qui multiplie l'effort de tension dans le rapport des diamètres de ces poulies ; 60 Suspension catenaire simple, système Vedovelli et Priestley. Comme précédemment les poteaux en colonne armée, en fer droites ou cintrées, supportent le fil de contact par câbles de suspension et pendules; les isolateurs sont du type à maillon, déjà vus dans le Génie Civil
du type à maillon, déjà vus dans le Génie Civil (1). Deux systèmes de tendeurs ont été essayés : dans le premier, la compensation est obtenue par un seul poids agissant sur le câble porteur et sur le fil de contact; dans l'autre, la tension du câble réalisée par un poids, et celle du fil de contact, par un ressort. Locomotives monophasées acquises par les Chemins de fer du Midi. Le programme proposé par la Compagnie du Midi aux constructeurs de l'électricité comportait les stipulations suivantes : La locomotive devra être capable de démarrer et de remorquer sur le profil
être capable de démarrer et de remorquer sur le profil indiqué (fig. 3) un train atteignant le poids de 400 tonnes (locomotive comprise) ; la charge de ce train étant ramenée à 280 tonnes, il devra être remorqué à une vitesse d'au moins 46 kilomètres à l'heure. Sur le même profil, un train de 100 tonnes, locomotive non comprise, pourra être remorqué à la vitesse de 60 kilomètres à l'heure. En descendant de Villefranche à Ille, les moteurs devront pouvoir fonctionner comme freins en renvoyant du courant sur la ligne, la vitesse de descente devant pouvoir être réglée à volonté
la vitesse de descente devant pouvoir être réglée à volonté depuis la vitesse fixée pour l'ascension de cette rampe jusqu'à la moitié de cette vitesse. Les moteurs électriques devront pouvoir, sous leur voltage normal, produire les puissances de 600 chevaux prévues en régime continu, sans que la température d'aucune de leurs parties ne s'élève après six heures d'arc à ce régime à plus de 75°C. De même, ils devront pouvoir délivrer pendant une heure une puissance dépassant de 250 leur puissance normale sans qu'à la fin de cet essai la température d'aucune de leurs parties ne dépasse la limite fixée
température d'aucune de leurs parties ne dépasse la limite fixée ci-dessus. Les enroulements seront d'ailleurs constitués de manière à pouvoir supporter sans inconvénients une température prolongée de 100°C. Les moteurs, étant calés, devront pouvoir supporter pendant soixante secondes le courant correspondant à l'effort de traction maximum qui est fixé : à 12 500 kilogrammes au démarrage; à 8 000 kilogrammes à la vitesse de 45 kilomètres ; et à 4 200 kilogrammes à la vitesse de 60 kilomètres; sans inconvénients ni échauffements dangereux d'aucune partie de leurs enroulements, ni des collecteurs. Ils devront de même pouvoir, sans danger pour le
collecteurs. Ils devront de même pouvoir, sans danger pour le collecteur, supporter pendant quinze minutes le courant correspondant à leur couple de pleine charge à une vitesse réduite à 10 % de la vitesse de pleine charge au plein voltage. La commutation devra être entièrement satisfaisante à toutes les vitesses de rotation correspondant aux vitesses de la locomotive comprises entre 40 % de la vitesse maximum et cette vitesse maximum, et cela à tous les régimes de courant compatibles avec ces vitesses. La commutation devra être acceptable aux démarrages et aux vitesses réduites au-dessous de 40 % de la vitesse
aux vitesses réduites au-dessous de 40 % de la vitesse maximum (75 kilomètres-heure). Le poids sera limité à 80 tonnes environ, avec maximum de 18 tonnes par essieu, et poids adhérent de 54 tonnes. Le châssis devra être rigide, avec trois essieux moteurs encadrés par deux essieux porteurs (empattement rigide limité à 4 mètres). La Compagnie du Midi s'engageait à acquérir les machines ayant satisfait à ce programme, les autres devant être reprises par leurs constructeurs. Le tableau ci-joint résume les caractéristiques des trois locomotives qui sont devenues la propriété de la Compagnie (1). Caractéristiques des trois locomotives monophasées acquises
de la Compagnie (1). Caractéristiques des trois locomotives monophasées acquises par la Compagnie du Midi. LOCOMOTIVE LOCOMOTIVE LOCOMOTIVE des Ateliers de la Compagnie de la Société de Constructions électriques Thomson-Houston Westinghouse du Nord et de l'Est (Jeumont) Poids total tonnes. 88 81 80 Longueur totale mètres. 13,73 11,37 15,27 Empattement total mètres. 9,60 8,80 10,60 Diamètre des roues motrices mètres. 1,31 1,20 1,50 Nombre des moteurs. 2 2 3 puissance chevaux. 600 600 400 Mode de commande. Bielles motrices Engrenements Engrenements attaquant 2 arbres et bielles intermédiaires intermédiaires Prise de courant Pantographes. Pantographes. Pantographes. En service continu. Nous nous proposons
courant Pantographes. Pantographes. Pantographes. En service continu. Nous nous proposons de décrire aujourd'hui, avec plus de détails, d'après les renseignements que les constructeurs ont bien voulu nous communiquer, celle de la Compagnie Thomson-Houston et celle de la Société Westinghouse. LOCOMOTIVE DE LA COMPAGNIE THOMSON-HOUSTON. — Comme l'indique nettement le schéma ci-joint (fig. 7), les trois essieux couplés sont attaqués par des bielles obliques recevant le mouvement de deux moteurs M, sans emploi d'engrenements. Des axes auxiliaires servent d'articulations communes aux bielles motrices et aux bielles d'accouplement. Il était d'ailleurs impossible de loger les moteurs, vu leur puissance et leurs dimensions,
de loger les moteurs, vu leur puissance et leurs dimensions, sous le châssis. Le transformateur principal T est équilibré grâce à une répartition des appareils telle que les essieux soient chargés d'une façon uniforme, tout en conservant d'ailleurs un groupement rationnel des organes de commande qui restreint les canalisations au minimum. EQUIPEMENT ÉLECTRIQUE DE LA LOCOMOTIVE. — Le courant primaire (12000 volts) est pris sur le fil de contact par l'un ou l'autre des deux pantographes montés sur le toit, de part et d'autre du lanterneau central ; leur commande se fait par l'air comprimé. Le schéma simplifié (fig. 9)
se fait par l'air comprimé. Le schéma simplifié (fig. 9) de l'équipement montre le primaire AB et le secondaire CD du transformateur principal ; sur AB est prise la dérivation G à 100 volts, qui sert à rendre indépendants du secondaire certains circuits, comme ceux d'éclairage, de déclenchement de l'inter. Vue de la locomotive monophasée de la Compagnie Thomson-Houston. L'arréteur à huile, des contacteurs, etc. (ces circuits ne sont pas représentés sur la figure 9). La nécessité de l'emploi du transformateur résulte de ce que les moteurs à haute tension se prêtent mal aux vitesses supérieures à celle du synchronisme,
se prêtent mal aux vitesses supérieures à celle du synchronisme, vitesses qui sont ici celles du fonctionnement normal. Transformateur. — Le transformateur principal sert à la fois de réducteur de tension pour l'ensemble de la locomotive, et de diviseur de tension pour le réglage des moteurs et les emplois auxiliaires. Complètement isolé, il est muni de deux circuits de ventilation, un pour les bobines plates, l'autre pour les noyaux. Son isolement est prévu pour résister au quadruple de la tension normale. Le circuit secondaire est divisé en neuf sections, donnant de 100 à 720 volts; la dérivation à 100 volts
de 100 à 720 volts; la dérivation à 100 volts est utilisée par le moteur du ventilateur, celle à 320 volts alimente le compresseur; les autres sont reliées aux contacteurs et aux appareils que ces organes commandent. Moteurs. — Les moteurs de 600 chevaux (750 chevaux pendant une heure) sont connectés « en répulsion » au démarrage, avec un rapport de transformation d'environ 1 à 2 entre le rotor et le stator, et, quand la vitesse de synchronisme (25 kilomètres par heure) est dépassée, on modifie leur connexion en « série-répulsion », c'est-à-dire que le circuit inducteur est mis en
série-répulsion », c'est-à-dire que le circuit inducteur est mis en série avec celui du rotor et qu'une force électromotrice empruntée à une partie de l'enroulement secondaire du transformateur, envoyée dans leur « circuit de compensation », compense assez exactement la force électromotrice statique induite, dans les bobines en court-circuit, par le flux inducteur. On a obtenu ainsi un bon fonctionnement jusqu'à des vitesses triples de celle du synchronisme. L'étude des moteurs a porté principalement sur les conditions suivantes : couple puissant de démarrage et bonne commutation, tant au démarrage qu'aux divers régimes de marche; c'est dans ce but que le
divers régimes de marche; c'est dans ce but que le nombre de pôles a été porté à vingt. Les éléments des moteurs sont également représentés sur la figure 9, en M1, C1 et E1, C2, E2. Les induits M sont bobinés en tambour; les inducteurs portent deux enroulements destinés à produire des flux décalés à 90° : le premier est l'enroulement E, qui produit le couple moteur, le deuxième est l'enroulement C, qui assure la bonne commutation à toutes les vitesses. Les combinaisons de ces enroulements permettent : le démarrage, la marche aux vitesses hypersynchrones, le freinage, l'inversion du sens
la marche aux vitesses hypersynchrones, le freinage, l'inversion du sens de marche. Démarrage. — Pour le démarrage (connexion en répulsion), les balais sont mis en court-circuit et les enroulements E et C mis en série avec le secondaire OD du transformateur, au moyen des appareils K interposés sur la dérivation V (prise sur OD, à 200 volts). Aux vitesses hypersynchrones, au contraire (connexion en série-répulsion), les enroulements compensateurs C reçoivent la tension constante de 200 volts, prise par la dérivation U. La marche normale aux divers régimes est réglée par l'application de tensions variables (200, 260, ..., 640, 720 volts)
l'application de tensions variables (200, 260, ..., 640, 720 volts) aux circuits des moteurs, par l'intermédiaire des contacteurs 1 à 4 et 8 à 10 (fig. 10), mis en fonctionnement par la manœuvre du contrôleur auprès duquel se trouve le conducteur, selon le sens de la marche. Pour ne pas interrompre le courant et faire subir des à-coups aux attelages quand le contrôleur passe d'un cran à l'autre, on ne rompt une connexion qu'après avoir établi la suivante; et, pour qu'il n'en résulte pas une mise en court-circuit de la section correspondante d'enroulement secondaire, on a recours à l'insertion du
section correspondante d'enroulement secondaire, on a recours à l'insertion du rhéostat F1F2. Cet appareil est placé, dans la locomotive, au-dessus du transformateur et entre les deux rangées de contacteurs. Freinage. — Le freinage avec récupération d'énergie est basé sur l'inversion de marche des moteurs (cette inversion est obtenue au moyen de contacteurs enclenchés de façon que le non-fonctionnement du groupe « marche avant » empêche le fonctionnement du groupe « marche arrière », et réciproquement). En effet, quand on renverse les connexions d'un moteur série monophasé, sans renverser le sens de marche, on le fait fonctionner comme génératrice série prenant
de marche, on le fait fonctionner comme génératrice série prenant son courant d'excitation sur le réseau et donnant un couple retardateur. Toutefois, il faut éviter qu'il ne se superpose, au courant fondamental de freinage à 16 périodes par seconde, du courant continu provenant de l'auto-excitation du moteur. En effet, si un moteur série est alimenté par le secondaire d'un transformateur, sans autre intermédiaire, il constitue un circuit fermé contenant en série l'induit, l'inducteur et le secondaire du transformateur. Rien ne s'oppose, dans ces conditions, à ce qu'il s'amorce un courant continu, dont l'intensité ne serait limitée que par la très
continu, dont l'intensité ne serait limitée que par la très faible résistance du circuit. Pour éviter cet amorce d'un courant continu, on rompt le circuit de freinage par un transformateur T, dont le primaire est rité à ce moment aux inducteurs E1 E2, et le secondaire au circuit formé par les induits et les enroulements de commutation CL1 CL2, C3. Lorsque la locomotive descend une pente à grande vitesse, la force électromotrice des moteurs est très élevée et surtout due à la vitesse ; le courant d'excitation est relativement faible. Il en résulte que le rendement de la récupération peut
Il en résulte que le rendement de la récupération peut atteindre 40 à 45 de la puissance absorbée à la montée de la rampe. À mesure que la vitesse à laquelle se fait le freinage diminue, la force électromotrice a tendance à diminuer et, par suite, l'importance relative du courant d'excitation augmente. Le facteur de puissance et le rendement diminuent en même temps, le couple de freinage restant toujours constant, à intensité constante dans le moteur. Cette diminution du rendement et du facteur de puissance aux faibles vitesses ne correspond pas, toutefois, à une diminution du couple retardateur : celui-ci