Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
E

électrification des chemins de fer (suite)

Le courant monophasé à fréquence spéciale

Apparu aux États-Unis et en Europe centrale, ce système présente l’avantage d’utiliser une tension beaucoup plus élevée pour l’alimentation de la ligne, cette tension étant abaissée à celle de fonctionnement des moteurs au moyen d’un transformateur disposé à bord. Les pertes en ligne sont ainsi réduites, et les conducteurs peuvent être considérablement allégés. Cependant, l’emploi de moteurs monophasés conduit à de graves difficultés de commutation lorsque la fréquence est élevée. C’est la raison pour laquelle la plupart des réseaux qui ont adopté ce système utilisent des fréquences particulières, différentes de celles qui sont couramment utilisées dans l’industrie. Ainsi, les États-Unis ont adopté une tension de 25 000 V et une fréquence de 25 Hz, tandis que la Suisse, l’Allemagne et l’Autriche utilisent une tension de 15 000 V et une fréquence de 16 2/3 Hz. Dans tous les cas, l’alimentation de la ligne exige des installations particulières pour obtenir ces fréquences. Ce système connaît cependant un grand développement en Europe centrale et en Europe du Nord.


Le courant monophasé à fréquence industrielle

Pour concilier les avantages que présente le moteur série à courant continu et l’utilisation d’une tension d’alimentation élevée, les ingénieurs des chemins de fer pensèrent très tôt à effectuer la transformation et la conversion du courant à bord de l’engin moteur. Ce procédé donne lieu à de nombreuses expériences durant la première moitié du xxe s. L’apparition des redresseurs statiques permet le développement de ce système, dont l’exploitation commence en France en 1955 sur la ligne Valenciennes-Thionville, après des expériences concluantes entreprises sur la ligne Aix-les-Bains - La Roche-sur-Foron. Dans ce système, le chemin de fer est branché directement sur le réseau général de distribution. L’utilisation d’une tension élevée (25 000 V) entraîne un allégement des conducteurs et une réduction notable des sous-stations, qui deviennent de simples postes de transformation ; d’où une diminution notable des dépenses d’investissement par rapport aux autres systèmes (20 p. 100 environ). La traction électrique à fréquence industrielle a été adoptée par de nombreux pays, et en particulier par le Japon, l’Inde, la Chine et l’U. R. S. S., pour la réalisation de très importants programmes d’électrification.


Intérêt de l’électrification

Du point de vue technique, l’électrification autorise des performances supérieures à tous les autres modes de traction, tant du point de vue de la vitesse que du point de vue de la puissance et du rendement. Les accélérations au démarrage, deux à quatre fois plus élevées que celles qui sont obtenues avec la traction à vapeur, permettent d’augmenter considérablement la capacité de trafic d’une ligne, particulièrement en banlieue. Exigeant peu d’entretien, toujours disponible, le matériel moteur électrique est celui pour lequel les dépenses d’exploitation sont les plus faibles. L’électrification d’une ligne présente une rentabilité d’autant plus élevée que le trafic est important. Aussi, tous les réseaux ont-ils adopté la traction électrique sur leurs artères principales. Très développée dans certains pays importateurs de charbon et d’hydrocarbures, tels que la Suisse, dont la totalité du réseau est électrifiée, la traction électrique se développe rapidement dans les pays industriels. Enfin, l’absence de gaz d’échappement d’une locomotive rend quelquefois indispensable l’électrification de certaines lignes souterraines. Malgré ses avantages, la traction électrique n’a pas l’autonomie de la traction à vapeur ou de la traction Diesel. Les engins à moteurs électriques restent tributaires de l’alimentation en énergie d’une ligne électrique. C’est un inconvénient lorsque cette alimentation est accidentellement interrompue et les conséquences sur l’écoulement du trafic sont alors plus graves que celles qui résultent de l’avarie d’un engin autonome.


L’électrification des chemins de fer français

Elle commence en 1900 sur la ligne souterraine reliant les gares d’Austerlitz et d’Orsay, à Paris, et sur la ligne de Paris-Invalides à Issy-Plaine. Jusqu’en 1914, diverses applications de la traction électrique se développent sans études d’ensemble, particulièrement dans la banlieue de Paris et sur certaines lignes de montagne, comme la ligne Saint-Gervais à Vallorcine ou celle de Villefranche à Bourg-Madame, qui est la seule à utiliser le courant monophasé sous 12 000 V à 16 2/3 Hz. Pour unifier le système d’électrification, une commission nommée par le gouvernement adopte le courant continu et la tension de 1 500 V, qu’une décision ministérielle du 29 août 1920 impose pour les lignes principales. L’électrification des réseaux débute d’abord par le Midi, où les ressources en houille blanche sont importantes, puis elle se poursuit sur le réseau Paris-Orléans, en direction de Bordeaux et de Toulouse. Interrompues durant la Seconde Guerre mondiale, les électrifications en courant continu à 1 500 V se poursuivent en particulier sur la ligne Paris-Lyon-Marseille. Simultanément, la S. N. C. F. oriente ses recherches vers l’utilisation du courant monophasé à fréquence industrielle. La traction électrique en courant monophasé à fréquence industrielle équipe alors non seulement les principales lignes du nord et de l’est de la France, mais aussi celles qui prolongent les artères déjà électrifiées en courant continu. Le changement de courant ne présente pas d’obstacles grâce à la mise au point de locomotives bicourant, qui utilisent, sans que leurs performances s’en trouvent amoindries, le courant continu à 1 500 V ou le « courant industriel ».

C. M.

➙ Captage / Chemin de fer / Diésélisation / Locomotive.

électrification urbaine et rurale

Installation de l’électricité dans une région en vue de sa consommation.