Les appareils de voie: première partie

Sources :  Les appareils de voie, des auxiliaires souvent méconnus ANMT 1998 007 1091 : Cours sur les enclenchements mécaniques 1963 SNCF ANMT 1998 7, Les postes unifiés de la SNCF A. Dheu 1957 ANMT 1998 007 1091, Guide du signalisateur Fascicule 5 juin 1972 (transmis par G.Marquet), Signalisation et installations de sécurité électriques A. DHEU  1961 Ingénieur à la Direction des Installations fixes ANMT 1998 007 1092, Livre La Locomotion moderne 1952 collection personnelle, La Signalisation Ferroviaire Roger Rétiveau 1987.

Première partie : Description des appareils de voie.

Le guidage d’un mobile par les deux files de rail constitue un avantage certain, car il permet au chemin de fer de faire circuler en convoi un nombre très important de wagons dont la longueur n’est limitée que par la résistance des attelages.

Ce privilège qu’avait le rail sur les autres transports terrestres avait une contrepartie. En effet, les wagons se trouvaient prisonnier de la voie sur laquelle ils roulaient de même que les engins qui les tractaient.

Il a donc fallu trouver rapidement des solutions pour faire changer de direction les mobiles qui empruntaient ces voies, car l’exploitation en navette (ou en boucle) n’aurait pas permis, à elle seule, de donner, au chemin de fer, l’essor qu’il a connu depuis le 19^ième siècle.

La plaque tournante fut une des premières réponses à cette problématique qui se posait dès le début de l’exploitation. Cette installation, qui permettait de donner une orientation différente au sens de circulation, ne répondait que bien imparfaitement à la contrainte du guidage rigide que procure deux filles de rail. En effet, elle ne permettait pas de traiter l’ensemble du convoi en une seule fois et encore moins en mouvement.

Seule, l’invention de l’appareil de voie assurait la continuité des files de rails dans l’itinéraire divergent que le convoi devait emprunter. C’est ce système ingénieux que je vais décrire en donnant les principales caractéristiques de ce que l’on appelle communément, les aiguillages.

Avant de rentrer dans le vif du sujet, citons aussi pour mémoire les installations que l’on peut trouver dans les dépôts, ateliers ou EP à savoir : les ponts tournants, les ponts secteurs et les chariots transbordeurs. En voici quelques exemples :

1. Catégories des appareils de voie

On peut classer les appareils de voie en deux grandes catégories :

• Les branchements
• Les traversées.

Je dirai aussi quelques mots sur certaines installations complémentaires que l’on assimile à des appareils de voie : taquets dérailleurs, aiguille de déraillement etc.

Les branchements.

Dans cette catégorie on trouve :

Les branchements en déviation à deux voies qui donnent la direction de gauche ou de droite et les branchements symétriques.

A noter que les branchements symétriques ont un rayon de courbe doublé par rapport aux autres branchements ce qui permet un franchissement en vitesse supérieure (nous verrons les vitesses de franchissement un peu plus loin).

Les branchements en déviation à 3 voies notamment utilisés lorsque la place est à longueur limitée.

Voici quelques photos de branchements.

A noter que ces différents appareils de voie peuvent être combinés, par exemple dans le cas d’une communication de deux voies parallèles comme sur ce schéma. Le plus souvent ces aiguilles sont conjuguées pour les raisons que j’ai expliquées ici https://cheminot-transport.com/2023/03/exemples-d-enclenchements-mecaniques-d-itineraires.html

(Chaque ligne équivaut à une file de rail)

 Les Traversées qui peuvent se décliner en trois catégories :

La traversée ordinaire ou oblique (TO) lorsqu’elle ne permet que le croisement de deux voies (voir plus avant la photo d’une double traversée ordinaire.

La traversée jonction simple (TJS) lorsqu’elle autorise une liaison avec l’itinéraire sécant. Elle est représentée sur un schéma sous cette forme (1 ligne équivaut à deux files de rail)

La traversée jonction double lorsqu’elle assure deux liaisons avec l’itinéraire sécant. Voici sa représentation schématique (1 ligne équivaut à deux files de rail)

Comme pour les branchements simples, il arrive fréquemment que l’on combine les jonctions entre-elles ou bien que l’on panache les jonctions et les BS. En voici un exemple où l’on trouve successivement : un BS en déviation à gauche, une TO, une TJS et une TJD

On voit ci-après une combinaison de traversées jonction avec, en arrière-plan la fameuse locomotive diesel 262-AD-1 que l’on peut retrouver décrite sur mon site à https://cheminot-transport.com/2021/04/en-1937-le-plm-mettait-en-service-la-plus-puissante-locomotive-diesel-du-monde.html

Une autre combinaison intéressante est celle de la jonction croisée lorsqu’il y a deux communications reliant deux voies parallèles. La jonction croisée qui suit comporte 4 BS et une TO (1 ligne correspond à une file de rail)

Dans ce cas de figure ci-dessus, les BS opposés seront conjugués et on enclenchera le groupe de deux BS en position moins comme montré ci-dessous (1 ligne équivaut à deux files de rails)

 ( 1^- 2^- ) qui peut se traduire par : le levier commandant les aiguilles 1 conjuguées ne peut être renversé si le levier commandant les aiguilles 2 conjuguées est renversé. La réciproque est aussi valable. Voir les articles sur les enclenchements mécaniques et la notation Descubes en suivant ce lien : https://cheminot-transport.com/2021/05/introduction-aux-enclenchements-mecaniques.html

Voici une photo d'une jonction croisée:

2. Classification des appareils de voie par la tangente.

L’angle de déviation que procure un appareil de voie à un itinéraire se mesure par la tangente.

Rappelons que la formule de trigonométrie de la Tangente correspond, pour un angle, au rapport de la longueur du côté opposé sur la longueur du côté adjacent. Plus l’appareil de voie sera long et plus la valeur de la tangente sera faible. Il en est de même pour la valeur en degré de l’angle correspondant à la déviation. Les valeurs des tangentes des appareils de voie se situe entre 0,13 et 0,034.

 Sur les lignes à grande vitesse, on trouve des tangentes encore plus faibles (0,0218 et 0,0154). Les appareils de voie correspondants sont équipés de cœur à pointe mobile.

Voici un tableau qui reprend, en fonction des tangentes, la longueur et la vitesse de franchissement de l’appareil de voie concerné.

Les aiguilles à tangente de 0,034 étaient peu nombreuses car d’un coût extrêmement élevé compte tenu de leurs longueurs (88 mètres). J’en ai connu (et manœuvré) une au poste A de Brétigny. Il s’agissait de la déviation 1/1bis en amont de la gare au lieu-dit « Rosières ».

Les valeurs de longueur et de vitesse ci-dessus sont données pour des branchements en déviation à droite ou à gauche. En cas de branchement symétrique, la vitesse autorisée est plus élevée. Par exemple, pour une aiguille à tangente de 0,034 la vitesse franchissable passe de 120 à 150km/h.

 Notons enfin que la vitesse de franchissement pour les aiguilles à pointe de cœur mobile (tan 0,0218 et 0,0154) est respectivement de 160 et 220 km/h.

Concernant les traversées jonctions, on ne trouve que deux types de tangente, les 0,11 et 0,13. En effet, dans ce genre d’installation, afin de ne pas allonger exagérément la lacune (voir schéma des traversées un peu plus bas dans le texte) la déviation doit être au minimum de tan 0,11.

Schémas descriptifs des appareils de voie.

1. Branchement simple

Contrairement à l’utilisation générale qui en est faite, le mot « aiguillage » ne s’applique qu’à une fraction de l’appareil de voie en question.

  En effet, la partie dite « aiguillage » n’est constituée, pour chaque file de rail, que d’une contre-aiguille sur laquelle vient se plaquer la lame de l’aiguille (la lame de l’autre aiguille étant bien évidemment décollée). Les deux lames sont rendues solidaires par des tringles d’écartement dont celle la plus proche de la pointe est reliée à la tringle de manœuvre.

 Puis suit le rail de raccord lui-même prolongé par le croisement constitué du cœur de croisement. On verra dans le schéma qui suit que pour les traversées-jonction la partie centrale est qualifiée de « cœur de traversée ». La fonction du cœur d’aiguille est de permettre aux deux files de rail de se croiser en permettant le passage du boudin de roue grâce à la partie appelée « lacune ». Deux contre-rails sont disposés au niveau du cœur pour éviter que, lors du franchissement de la lacune, le boudin, qui se trouve un temps non guidé, dévie vers la pointe du cœur ce qui pourrait provoquer un déraillement.  Les pattes de lièvre et l’ornière viennent compléter la constitution du cœur.

2. Schéma d’une traversée

Dans la deuxième partie à paraitre, je décrirai les organes de manœuvre d’aiguilles à pied d’œuvre ainsi que ceux situés dans les différents postes d’aiguillage. On fera aussi le tour des contrôles qui s’appliquent à ces appareils de voie.