Les appareils de voie: deuxième 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, 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.

Après la première partie consacrée à la description des différents aiguillages et de leurs caractéristiques (tangentes, longueur, vitesse de franchissement), voyons à présent comment ces appareils de voie sont commandés à pied d’œuvre et à distance.

La manœuvre des aiguilles

Un appareil de voie peut être manœuvré à pied d’œuvre ou à distance. Dans certains cas comme dans les gares de voie directe de type SNCF, les aiguilles peuvent être manœuvrées à la fois depuis le poste où se trouvent les leviers mais aussi à pied d’œuvre après renversement du levier du verrou. La serrure centrale libérant la clé de l’aiguille à pied d’œuvre après introduction dans cette même serrure de la clé de l’aiguille provenant de la serrure S du levier renversé du verrou.

A) Manœuvre à pied d’œuvre

Une aiguille est considérée comme étant manœuvrée à pied d’œuvre lorsque le levier de commande se trouve à moins de 7 mètres de l’aiguille.

A1) levier de type I à crans

Le levier type I est utilisé pour enclencher et immobiliser une aiguille. On voit sur la photo le cache qui protège une serrure S à pêne saillant.

Ces serrures peuvent être à une ou plusieurs clés (jusqu’à 3). Le pêne sorti sert à verrouiller une pièce spécifique rendue solidaire du levier à enclencher. La clé mobile introduite dans la serrure permet de rentrer le pêne par rotation de la clé et donc de déverrouiller la pièce sur laquelle la serrure est fixée. Le levier se trouvant alors libéré de l’enclenchement peut être manœuvré ce qui a pour effet d’immobiliser la clé mobile. Disons enfin que les clés sont désignées par une série de deux chiffres encadrant une lettre. Cette série renseigne dans l’ordre sur la catégorie de rouets, saillies et forages.

J’ai décrit plus en détail ce système avec des exemples d’enclenchements dans https://cheminot-transport.com/2021/06/la-realisation-des-enclenchements-mecaniques-partie-1.htm l

Sur un schéma de signalisation, on pouvait trouver, par exemple, cette situation d’enclenchement entre un taquet T et une aiguille A dont je vais vous donner la signification

On peut lire le schéma de la façon suivante :

Le taquet T est enclenché en position normale (N) par les clés S et A non présentes dans la serrure. Lorsque ces clés sont présentes et tournées dans la serrure S du taquet, ce dernier peut être mis hors rail. En position « hors rail » (ou R de renversé), la serrure libère la clé A. Après retrait de la clé A et introduction de celle-ci dans la serrure du levier à pied d’œuvre de l’aiguille A, l’enclenchement qui immobilisait l’aiguille A en position normale à gauche se trouve libéré et l’on peut renverser le levier ce qui a pour effet de mettre l’aiguille en position à droite. Pour déterminer dans quelle position se trouve l’aiguille, il faut la regarder par la pointe.

Les leviers de type I peuvent aussi être utilisés pour la manœuvre d’une aiguille talonnable non renversable. Une aiguille talonnable non renversable (TNR) est une aiguille qui peut être franchie en talon alors que la direction donnée par la pointe n’est pas celle d’où vient le mouvement la talonnant. Une fois franchie, l’aiguille reprend sa position initiale. Pour ce faire, le dispositif de manœuvre était doté d’une tringle élastique. Les mouvements de manœuvre de wagons sur des dispositifs de ce type doivent être effectuées avec précaution car si on arrête le mouvement sur l’aiguille entre deux wagons ou entre deux bogies d’un wagon de grande longueur, l’aiguille peut reprendre sa position initiale ce qui aura pour effet, si le mouvement repart en sens inverse suite à un ordre de manœuvre, d’envoyer un bogie ou un wagon dans la direction de droite alors que l’autre part à gauche. Cette bi-voie entrainera un déraillement. Le premier cas d’incident que j’ai eu à traiter en tant que responsable sécurité à Juvisy était un déraillement consécutif à ce type d’erreur.

A2) Levier de type Saxby

Ces leviers se rencontrent en grand nombre sur les voies de service. Ils sont utilisés pour les aiguilles talonnables renversables (l’aiguille se renverse dans l’autre position lorsqu’elle est talonnée. Comme le levier dans son basculement sous l’effet du talonnage présente un certain danger, il est équipé de lisses de protection pour éviter les accidents.

A3) Levier type L

Ce levier est constitué d’un contrepoids et d’une goupille que l’on peut voir à la base du levier. Lorsqu’on enlève la goupille et que l’aiguille est talonnée, l’aiguille est renversable. Lorsque la goupille est maintenue, l’aiguille, par l’effet du contrepoids, reprend sa position initiale (Talonnable non renversable).

Ce type de levier peut être équipé d’une serrure à agrafe.

Une serrure à agrafes est constituée de plusieurs parties qui concourent, chacune pour leur part, à la réalisation de l’enclenchement. Détaillons les différents éléments :

- l’armature comprend

- une clé fixe (D) qui ne peut être enlevée mais ayant la faculté de tourner et de coulisser

- deux encoches carrées en haut de l’armature (c) pour le passage des crochets (a)

- l’agrafe comprend :

            - deux crochets (a)

            - une clé mobile (C)

            - un trou de serrure (b) pour l’insertion de la clé fixe

            - une chaîne pour l’immobilisation (voir deuxième schéma ci-dessous)

Fonctionnement de la serrure à agrafes. Pour fermer la serrure à agrafes, il faut mettre l’armature sur l’agrafe en jouant sur les encoches et les crochets puis introduire la clé fixe dans la serrure de l’agrafe et la tourner. L’agrafe et l’armature sont alors solidarisées. Cette action libère la clé mobile (C) et réciproquement, le retrait de la clé mobile immobilise la clé fixe empêchant ainsi la désolidarisation de l’agrafe et de l’armature. La clé mobile peut ensuite être utilisée dans une serrure d’un autre levier ce qui matérialise une relation de dépendance. 

J’ai décrit plus en détail les agrafes avec les types d’enclenchement ici : https://cheminot-transport.com/2021/06/la-realisation-des-enclenchements-mecaniques-partie-1.html

2. Manœuvre à distance

La manœuvre à distance s’effectue depuis un poste d’aiguillage ou depuis un point de regroupement de leviers.

La transmission utilisée peut être rigide, funiculaire ou électrique. Pour l’anecdote, il y avait aussi des postes à commande hydrodynamique.

La transmission mécanique (ou rigide) est composée de tringles en fer creux de diamètres différents selon la longueur de la transmission qui peut atteindre plusieurs centaines de mètres. A intervalles réguliers, des boîtes à rouleaux supportent les tringles et en facilitent le mouvement. Des retours d’équerre permettent d’orienter les transmissions dans les directions à suivre. Il s’agit de mécanismes très ingénieux qui ont montré leurs parfaites fiabilités sous réserve de faire les entretiens nécessaires.

Les transmissions funiculaires sont constituées de câbles, de poulies et de renvois. On voit ici ce montage spectaculaire à Châteaudun qui fait passer les câbles au-dessus du quai, plaqués contre le fronton du bâtiment voyageurs.

Puis, petit à petit, les aiguilles ont été commandées directement sur le terrain par le biais de moteur électrique. Ces aiguilles disposant toutefois d’une possibilité de manœuvre manuelle par un dispositif « main/moteur ».

Organes de commande dans les postes d’aiguillage

Les postes mécaniques

Les différents types de leviers de commande sont :

Le levier V sans cran (Voir image ci-dessous) à transmission funiculaire. Situés sur voie de service, notamment dans les triages, ils ne sont pas destinés à être enclenchés.

Le levier V à crans

Les crans sont situés sur le flasque de gauche et la contre poignée, visible sur un des bras du levier, permet de libérer ou d’enclencher le verrou. Ce levier est couplé à une transmission funiculaire et peut être relié à une table d’enclenchement.

Grands leviers modèle 1945 et 1954

Utilisés dans la plupart des cas avec des transmissions rigides, ils pouvaient aussi être reliés à des transmissions funiculaires. Ils étaient utilisés pour commander des installations situées sur voies principales et étaient habituellement reliés à des tables d’enclenchement.

La manœuvre d’un grand levier enclenché se faisait en trois temps distincts dont chacun produisait un effet particulier (la manœuvre d’un levier V à crans était similaire)

1. L’action sur la contre poignée avait pour conséquence de libérer le verrou du cran et de provoquer, par le biais du balancier, une légère rotation du gril d’environ 25°
2. La manœuvre complète du levier commandait l’appareil sur le terrain.
3. En fin de course, la contre poignée relâchée agissait sur le verrou pour immobiliser le levier dans le cran et provoquait une nouvelle rotation d’environ 25° (25,5 + 25,5 =51° au total).

Chaque rotation du gril mettait en œuvre ou désengageait les enclenchements mécaniques.

Plus de détails et des exemples ont déjà été montrés ici : https://cheminot-transport.com/2021/06/la-realisation-des-enclenchements-mecaniques-partie-2.html

Petits Leviers

D’une longueur de 257mm contre 730 pour le grand levier, le petit levier est lui aussi dotée d’une contre poignée qui, nous allons le voir, ne produit pas les mêmes effets que celle des grands leviers. Reliés à une table d’enclenchement, les petits leviers étaient utilisés pour commander électriquement des appareils éloignés par le biais d’un commutateur.

La manœuvre de ces leviers comportaient trois temps distincts :

1. L’action sur la contre poignée n’agissait que sur le verrou du levier.
2. Le renversement du levier avait un double effet : d’abord lancer la commande électrique de l’appareil de voie concerné puis provoquer la rotation du gril afin de mettre en œuvre ou de désengager les enclenchements mécaniques correspondants.
3. En fin de course, la contre poignée relâchée agissait sur le verrou pour immobiliser le levier dans le cran.

Ces différents types de leviers pouvaient être installés de façon panachée dans les postes de triages ou dans les autres postes mécaniques. Ainsi des leviers V sans cran pouvaient coexister avec des leviers V avec crans. De même des grands leviers étaient fréquemment associés à des petits. Notons enfin que des serrures S pouvaient compléter les enclenchements réalisés par table d’enclenchement.

L’éventail des postes mécaniques allait de 10 à 60 leviers (avec une extension possible de 10)

Postes Electromécaniques type Saxby

On retrouve dans ces postes des grands et petits leviers.  Si les grands leviers sont identiques à ceux que nous venons de voir, les petits leviers sont différents. On peut toutefois trouver les petits leviers décrits ci-dessus dans les postes de ce type.

Petits Leviers

A l’inverse des postes mécaniques, les petits leviers ne sont pas placés en alignement des autres leviers sur le même plan mais au-dessus des grands leviers. Du fait de leur placement en hauteur, les petits leviers ont leurs poignées orientées vers le bas pour en faciliter la prise.

D’autre part, étant espacés d’un écartement deux fois moindres que celui des grands leviers, on peut donc en mettre deux fois plus. Sachant que, dans un poste mécanique, l’on peut trouver 60 leviers, le poste électromécanique pourra disposer de 60 grands leviers et 120 petits leviers soit un total de 180.

Enfin, ces petits leviers sont plus petits que ceux des postes mécaniques mais, comme dans ces derniers, ils sont utilisés pour les commandes électriques.

Les postes électriques à leviers d’itinéraires.

Avec la généralisation des commandes électriques, il est apparu rapidement possible de commander, par un même levier, l’ensemble des aiguilles d’un itinéraire ainsi que le signal origine une fois toutes les conditions réunies. Le premier poste dit « à pouvoir » date du début du 20^ième siècle. J’en ai parlé ici https://cheminot-transport.com/2021/02/l-enclenchement-de-transit-son-historique-et-son-evolution.html , il s’agit de celui de Bordeaux.

Différents types de postes de cette technologie ont vu le jour.  Parmi ceux-ci, on peut citer :

Les postes MORS dont les leviers sont semblables à des poignées pouvant avoir jusqu’à 3 positions horizontales (commandes par sens d’un itinéraire banalisé et position neutre). Les poignées étaient placées sur une table dont les parois abritaient les différents mécanismes (barres primaires, secondaires, taquets d’entraînement et d’enclenchement, verrous de levier etc.)

Les postes ASTER

On retrouve ici une disposition plus classique de leviers placés sur un plan horizontal. Ceux-ci peuvent avoir trois positions (Pousser Neutre Tirer) ou deux seulement en cas d’itinéraire non banalisé. La manœuvre du levier provoque la montée (position pousser) ou la descente (position Tirer) d’une barre horizontale au moyen d’une crémaillère et d’un pignon. Cette barre comporte d’autres crémaillères qui entraînent des arbres horizontaux munis de cames qui commandent des plans d’aiguilles. D’autres cames ont une action sur le verrou du levier et sur son enclenchement. Les commutateurs sont actionnés en fin de course.

 Cette description succincte et incomplète ne montre que bien imparfaitement toute l’ingéniosité du mécanisme.

Poste Thomson

Voici un autre poste (Dijon Poste 1) dont les commandes se font par poignées au moyen d’une double action : traction puis rotation. Pignons, crémaillères et barres de commande sont là aussi utilisés dans les mécanismes.

Une évolution des postes à leviers d’itinéraires a conduit à la mise en service de postes à leviers libres. La principale modification a entrainé la suppression de tout enclenchement mécanique ou électromécanique en ayant recours aux enclenchement agissant directement sur le circuit de commande du signal origine. Le relais de commande d’itinéraire ne s’excitant que si tous les relais de commande d’itinéraires incompatibles étaient au repos.

Cette avancée technologique a permis de réduire sensiblement la taille de ces postes. Voici par exemple celui de Darnetal mis en service en 1947.

L’ultime version était celui de Montereau qui était, en fait, le précurseur du PRS. Il était dénommé PRA et disposait déjà de l’enregistrement et de la destruction automatique d’itinéraire (PRA = poste tout relais à destruction automatique).

L’étape suivante fut le passage du PRA au PRS (Poste tout relais à transit souple) par l’utilisation de relais plus petits et moins couteux.

Je ne vais pas refaire la description d’un PRS que j’ai déjà présenté ici  https://cheminot-transport.com/2021/01/le-prs-de-juvisy.html

Voici des photos anciennes de PRS tels qu’ils se présentaient dans les années 50. Le premier est me semble-t-il le petit PRS de Brétigny lorsqu’il était situé au BV et avant d’être transféré au poste A. On peut reconnaitre les voies 1 et 1 bis, la voie 5 qui longe le BV, l’amorce de la voie qui emprunte le saut de mouton pour aller vers le poste D et Dourdan, le garage des rames au milieu.

Au début des années 80 ce sont les PRS à commande informatisée comme celui de Juvisy, puis les PRCI et les PAI qui ont supplanté les vieux postes d’aiguillages qui avaient fait l’histoire du chemin de fer des 19 et 20^ième siècles.

Avouons qu’un écran et un clavier ont quand même beaucoup moins de charme qu’une rangée de leviers d’un poste électromécanique !

Postes des triages

Nous avons dans la partie relative aux postes mécaniques les postes à leviers à V sans crans. Ce sont ces postes que l’on trouvait dans les triages de faible importance.

Dans les triages plus importants, on pouvait rencontrer deux autres types de poste :

• les postes électriques à commande manuelle
• les postes électriques à commande automatique

Poste électrique à commande manuelle.

Situé au poste de débranchement, le poste électrique à commande manuelle est constitué d’une table géographique sur laquelle est représenté le faisceau de débranchement. Voici l’exemple d’un pinceau avec la représentation des voyants de contrôle et des manettes de commande.

Pour ce pinceau, on peut voir les 7 manettes qui servent à commander les 7 aiguilles qui donnent accès aux 8 voies. En règle générale un pinceau comporte 8 voies et il y a habituellement 4, 5 ou 6 pinceaux. Voir la description ici https://cheminot-transport.com/2021/02/description-et-fonctionnement-de-triages.html

La manette, qui est mobile autour d’un axe, est placée à gauche ou à droite en fonction de la voie vers laquelle doit être dirigée le wagon. Il y a deux contrôles au-dessus de la représentation de chaque aiguille. Le premier des deux est celui qui correspond au contrôle de discordance de l’aiguille (voyant blanc allumé en cas de discordance). Le second est celui qui contrôle l’occupation de la zone isolée de l’aiguille (voyant rouge allumé en cas d’occupation de la zone propre de l’aiguille).

La vue en coupe qui suit vous permet de visualiser l’apparence de cette manette.

Si l’on change de position la manette alors que la zone isolée de l’aiguille (nous verrons la description de cet enclenchement un peu plus loin) est occupée, la commande reste en puissance et s’exécute dès que la zone immobilisant l’aiguille est libérée. Durant tout le temps de la discordance le voyant de contrôle de discordance, normalement éteint, s’allume au blanc fixe.

Il s’agit d’une forme d’enregistrement comme cela se rencontre dans les PRS, PRG etc.

Les aiguilles manœuvrées par cette table sont talonnables et renversables sur le terrain. Le dispositif qui permet le talonnage n’a pas d’effet sur l’entrainement du moteur. Lorsqu’une aiguille est talonnée et renversée, il faut remettre en concordance la manette avec la position occupée par l’aiguille sur le terrain. Comme en cas d’enregistrement, le contrôle de discordance s’allume au blanc fixe. Pour remettre l’aiguille dans la position initiale qui précédait le talonnage, il faudra déplacer à nouveau la manette.

A noter que les aiguillages de débranchement sont à translation rapide (environ ½ seconde) au lieu de plusieurs secondes pour les aiguilles de voie principale commandées par moteur. Cette rapidité de mouvement est justifiée par les cadences de débranchement des wagons.

Poste électrique de triage à commande automatique.

J’ai déjà décrit ce poste dans le détail ici : https://cheminot-transport.com/2021/04/le-poste-a-billes-type-rl.html

Je me limiterai donc à en donner une photo et à en décrire les grands ensembles qui le constituent.

Dans l’ordre des actions, on trouve l’installation située au poste de bosse.

L’agent de bosse dispose d’un clavier sur lequel sont repris les n° des voies du faisceau de débranchement. Au fur et à mesure que les wagons ou coupes (une coupe peut-être constituée de plusieurs wagons solidaires) passent devant lui, cet agent appuie sur la voie de destination. Le petit tableau lumineux à droite des claviers mémorisent les actions effectuées. La plus récente est indiquée en bas.

Les wagons sont alors annoncés au poste de débranchement où se trouve le dispositif d’annonce DEMM (initiales de ses inventeurs). Cinq annonces peuvent être affichées. Elles s’inscrivent dans le sens des aiguilles d’une montre.

Le combinateur à billes, invention de Robert Lévi sert à la commande automatique des aiguilles. Comme je viens de vous le dire, il a été décrit dans l’article dont le lien figure ci-dessus. En voici l’image.

Une table de commande manuelle vient en complément du combinateur. Elle permet de pallier les cas de dérangement ou d’opérations d’entretien. Elle permet aussi l’exécution de manœuvre sans l’intervention du poste de débranchement.

Dans le prochain article, je décrirai les verrous d’aiguilles, les dispositifs de contrôle,  les enclenchements électriques et les autres appareils de voie (taquet dérailleur etc.)