automotrice (suite)
Les économies résultant de l’emploi des automotrices sont appréciables pour de faibles trafics, là où l’utilisation d’une locomotive serait surabondante eu égard à la charge remorquée. Pour des services similaires, la différence de prix de revient — de l’ordre du simple au double — entre le train classique et l’automotrice permet de doubler le nombre de circulations avant même de tenir compte de l’augmentation des recettes due à l’augmentation du nombre de voyageurs, auxquels on offre plus de facilités. Pour de grands parcours, le bilan comparatif est différent. De nombreux paramètres sont à considérer : prix d’achat et amortissement, frais d’entretien, capacité de la rame, fréquence des circulations, vitesse de circulation, etc. Pour des vitesses comprises entre 150 et 200 km/h et pour des trains de composition limitée (de 4 à 8 véhicules), le matériel remorqué par une locomotive électrique est plus économique que le train automoteur, mais le gain diminue à mesure que la vitesse augmente. Au-delà de 200 km/h, le train automoteur est plus favorable.
Utilisation des automotrices
C’est dans l’exploitation des lignes de banlieue que les engins automoteurs ont trouvé le champ d’application le plus important et qu’ils ont permis d’envisager la construction de réseaux urbains souterrains, dont le plus bel exemple est le Chemin de fer métropolitain. Pour l’exploitation des lignes secondaires non électrifiées, les chemins de fer ont trouvé dans l’autorail un véhicule économique capable de justifier le maintien du service ferroviaire face à la concurrence de l’automobile. Ce type de transport s’est également répandu sur les artères principales, où la circulation des trains omnibus peut facilement être remplacée par celle de véhicules capables de réduire les dépenses d’exploitation tout en améliorant la desserte des gares intermédiaires. Sur les grandes relations, l’utilisation de trains automoteurs a surtout eu pour objet d’offrir des liaisons plus rapides et de drainer vers le rail une clientèle capable de préférer l’automobile ou même l’avion. Enfin, sur certaines lignes de montagne, seul l’emploi d’automotrices permet d’obtenir une adhérence suffisante pour le franchissement des fortes rampes. L’utilisation des fourgons automoteurs est réservée au domaine du transport utilitaire dans certaines entreprises (usines, mines, etc.). L’autonomie de ces véhicules autorise des évolutions plus aisées et plus rapides que celles qui nécessitent l’emploi d’un engin moteur spécialisé.
Technologie des automotrices
Engins automoteurs à vapeur
À la fin du xixe s., les chemins de fer commencèrent à essayer des véhicules, à la fois porteurs et moteurs, utilisant la vapeur comme source d’énergie. Les premières tentatives, effectuées en Angleterre dès 1848, n’eurent guère de développement. Avec la chaudière à vaporisation instantanée, douée d’une certaine légèreté eu égard à sa puissance, apparurent vers 1897 les premières « automobiles sur rails ». Dès cette date, en France, une automobile sur rail assura le service postal entre Creil et Beauvais. À partir de 1903, de nombreux engins furent construits en Angleterre, et quelques-uns furent utilisés en France, sur les réseaux de Paris-Orléans et de l’État. Mais les économies escomptées par l’emploi de ces véhicules ne furent jamais réalisées. De plus, la réserve d’eau et de charbon, forcément limitée, interdisait leur utilisation sur de longs trajets.
Autorails et engins automoteurs à moteur thermique
Dès l’apparition du moteur à pétrole, on chercha à remplacer la vapeur sur les engins ferroviaires. Mais ce nouveau dispositif était loin d’en avoir la souplesse. En particulier, la mise en marche du moteur et la transmission aux roues motrices étaient très délicates. Malgré l’idée d’utiliser l’électricité pour jouer le rôle de changement de vitesse, il fallut attendre le développement de l’automobile pour que les chemins de fer profitassent des progrès accomplis dans le domaine routier. Les autorails, nés de la concurrence croissante de l’automobile, furent donc souvent le résultat d’une adaptation au chemin de fer de véhicules routiers (autocars) à deux essieux, offrant au maximum 40 places assises, mus par un moteur à essence de faible puissance et nécessitant une plaque tournante pour évoluer à chaque terminus. Conçus un peu en marge du matériel traditionnel, ils ont permis la création de solutions nouvelles : pneu-rail, caisses ultralégères en aluminium, moteur Diesel rapide, etc.
Les autorails modernes sont constitués d’une caisse unique, de construction légère, reposant sur deux bogies à deux essieux. Ils permettent de disposer d’un ou deux compartiments de type « coach », totalisant de 60 à 80 places assises, et comportent un poste de conduite à chaque extrémité. Dans certains cas, un seul poste de conduite est disposé dans une cabine surélevée afin de libérer un espace supplémentaire pour le service des voyageurs. Les autorails sont presque toujours équipés de moteurs Diesel rapides, dont la puissance va de 110 kW (150 ch) à 610 kW (825 ch). Pour des puissances ne dépassant pas 350 kW, la transmission mécanique classique, par arbres moteurs et ponts moteurs, analogue à celle qui équipe les véhicules routiers, permet d’obtenir une solution simple et un excellent rendement global. Pour des puissances supérieures, on utilise soit la transmission hydraulique, soit, plus fréquemment, la transmission électrique, qui, malgré un rendement global moins élevé, offre des solutions plus souples et plus légères. Afin de disposer de compositions variables, les autorails sont aménagés pour circuler en couplage ou en jumelage. D’autre part, la puissance utile des moteurs permet à certains d’entre eux de remorquer un ou plusieurs véhicules légers spécialisés et de créer des éléments indéformables comportant un ou plusieurs véhicules moteurs accouplés à une ou à plusieurs remorques. Les caisses de ces éléments, construites en alliages légers ou en aciers spéciaux, sont quelquefois disposées sur des bogies communs à deux extrémités des véhicules. Parfois, le bogie est remplacé par un simple essieu appartenant à une caisse sur laquelle repose l’extrémité de la suivante.