La signalisation ferroviaire
Aiguillages électriques
L'utilisation d'aiguillages en signalisation ferroviaire.

La pièce maîtresse de tout réseau ferroviaire est sans contredit l'aiguillage. Cet appareil permets à un train de changer d'une voie vers une autre. Voyons comment ces appareils vitaux sont gérés en égard de la signalisation.

Il existe trois grandes familles d'aiguillages:
    Manuel
    Semi-automatique
    Électrique
Manuel.
Un aiguillage manuel est un aiguillage entièrement manoeuvré sur place, par un appareil de manoeuvre. C'est le force de l'employé qui active le mécanisme. Un cadenas empêche le mécanisme d'être activé par des intrus, et donc, prévient les déraillements. Mais il y a un bémol: tous les employés du chemin de fer travaillant sur la voie ou sur les trains possèdent la clé! Alors comment empêcher une fausse manoeuvre?

Sur les voies non-signallées, on utilise un système de permissions écrites (voir ROV et feuille de libération). Mais en territoire contrôlé, on doit faire autrement. Les aiguillages manuels sont munis d'un verrou électrique, en plus du cadenas. Le contrôle du verrou est sous la gouverne du CCF. Même si un employé enlevait le cadenas, l'aiguillage ne bougera pas tant que le verrou électrique ne sera pas désactivé.

De plus, plusieurs aiguillages sont munis d'un indicateur de pointe. C'est-à-dire qu'une tige reliée à des contacts permets de déterminer dans quelle position se trouve l'aiguillage. Souvent, le verrou et l'indicateur de position sont dans le même appareil.

Évidement, lorsque l'aiguillage ne sert plus, on doit s'assurer que l'aiguillage est remis en position normale (c'est-à-dire pour l'itiénaire qui ne dévie pas), car le CCF ne peut actionner l'aiguillage à distance.

Aiguillages manuels au triage de Mont-Joli, sur le CFMG.

Semi-automatique
Les aiguillages semi-automatiques fonctionnent sur le principe suivant: si l'aiguillage est pris en pointe, c'est le levier de manoeuvre, activé par l'employé au sol, qui détermine l'itinéraire. Si l'aiguillage est talonné, ce sont les roues du train qui enlignent l'aiguillage dans la bonne position. Pour ce qui est du contrôle de l'aiguillage sur une voie signalée, c'est exactement le même principe que pour un aiguillage manuel. Il y a un verrou électrique pouvant être actionné à distance. La pose d'aiguillages semi-automatiques sur une voie signalée n'est pas une chose courante. On retrouve la plupart des aiguillages semi-automatiques dans les cours de triage.

semi-automatique
semi-automatique
Aiguillage semi-automatique. Le triangle servant à la manoeuvre peut facilement se détacher pour opérer d'autre aiguillage. C'est pourquoi l'aiguillage au fond n'en a pas.
Mécanicien de locomotive opérant un aiguillage semi-automatique. Remarquez la taille de la cible, beaucoup plus petite que sur un aiguillage entièrement manuel.

Automatique
Les aiguillages automatiques sont très fréquents en territoire CCC. Un puissant moteur électrique fait bouger les pointes de l'aiguillage selon la route à suivre. Analysons les parties importantes de ce type d'aiguillage.

electrique
Aiguillage électrique à haute vitesse d'opération de GRS.

Moteur: Généralement de 110 V ou 24 V, selon la version. Moteur DC. Le moteur est relié à un embrayage (un peu comme une auto). La vitesse de l'embrayage et la force appliquée sont ajustées selon la courbure de l'aiguillage. Les aiguillage à haute vitesse étant très longs, on doit obtenir plus de puissance du moteur. Cette puissance s'acquière en modifiant les règlages de l'embrayage.

Tringle: la tringle est la tige qui relie l'embrayage aux pointes de l'aiguillage.

Détecteur de position et verrou: Deux tiges, qui sortent du boîtier de contacts et sont connectées à une ou au deux pointes de l'aiguillage. La tige du détecteur de position est généralement plus petite que celle du verrou. Son but est de faire bouger un groupe de contacts internes. C'est la lecture de ces contacts par le système qui indiqueront pour quel itinéraire est placé l'aiguillage.
Le verrou, comme pour les types d'aiguillages manuels, est une tige tenu solidement en place qui empêche les pointes d'être bougées par inadvertance, ou par vandalisme. Ainsi, si le moteur venait à s'activer pendant le passage d'un train, le verrou empêchera les pointes de bouger sous les roues du train.

Crinque: La crinque est un orifice sur le dessus de l'appareil qui permet de faire tourner directement l'embrayage, à l'aide d'une manivelle qu'on insère dans le trou. La crinque ne peut être manipulé que par un employé spécialisé (maintenance), après que tous les systèmes de protection (verrou) aient été désactivés.

Crinque du moteur: La crinque du moteur sert à faire tourner manuellement le moteur. Contrairement à la crinque de l'embrayage, cette dernière ne sert que pour des fins d'ajustement. Elle est située sur le côté du bâti.

Appareil de manoeuvre: Ce levier sert à manoeuvrer l'aiguillage manuellement. Généralement, les employés à bord des trains sont autorisés à se servir de cet appareil par le CCF si l'aiguilage refuse de fonctionner normalement, et si la sécurité du train peut être garantie.

electrique
Aiguillage électrique coincé par la glace. L'ingénieur de locomotive tente de le faire tourner à la main.

Crinque d'embrayage, de moteur, ou appareil de manoeuvre?
Dans quels cas sont utilisés les trois façons de faire tourner un aiguillage à la main?
La crinque du moteur ne sert que pour des fins d'ajustement. Très rare.
La crinque d'embrayage sert à remplacer la force motrice du moteur électrique par la force motrice humaine. Pour le reste, le système réagit comme si l'aiguillage avait fonctionné normalement: signaux, verrou électrique. Ça donne l'avantage qu'un train pourra poursuivre sa marche normalement. Cependant, comme seul un employé d'entretien est autorisé à manoeuvrer de la sorte un aiguillage, de délais importants peuvent survenir si l'employé est loin de l'aiguillage fautif. Dans certains cas, c'est la seule façon de faire tourner un aiguillage manuellement, comme dans le cas d'un aiguillage de liaison (crossover) où les deux aiguillages doivent toujours être orientés de la même manière. Dans ce cas, l'appareil de manoeuvre est absent, pour éviter qu'un membre d'une équipe de train ne fasse tourner un seul aiguillage, par inadvertance.. Voyez le second diagramme d'aiguillage, ci-bas.
Lorsque l'aiguillage est manoeuvré par l'appareil de manoeuvre, les verrous doivent être inactifs. Souvent, le système ne peut plus lire la position de l'aiguillage. Les signaux restent donc bloqués au rouge. Si un train doit passer par là, il doit recevoir une permission spéciale (règle 567), et poursuivre sa marche à 15 mi/h au maximum, jusqu'au prochain signal fonctionnel. On se sert surtout de l'appareil de manoeuvre lorsque de la machinerie d'entretien circule dans le secteur. Les voies sont alors gérées par POV (les signaux ne sont donc plus tenus en compte) et de toute façon, ce type de machinerie n'affecte pas le système de signalisation.

Finalement, il se peut qu'un aiguillage tourne normalement (sous le pouvoir de son moteur), mais que les signaux ne puissent être libérés. Pour comprendre ce qui arrive, étudions la séquence d'opération.

Séquence d'opération d'un aiguillage (aiguillage enclenché aux signaux):

  • Le CCF demande à l'aiguillage de tourner.
  • Si un des signaux gouvernant l'aiguillage est libéré, l'aiguillage ne bougera pas.
  • Si les signaux gouvernant l'aiguillage sont à "arrêt", le système vérifie que la route dont fait partie l'aiguillage ne soit pas occupée par un train.
  • Lorsque la route est libre et que les signaux sont à "arrêt", le verrou d'aiguillage se désactive.
  • Les verrous des signaux sont activés, pour empêcher que ceux-ci ne changent d'aspect.
  • Le moteur se mets en marche, et les pointes d'aiguillage tournent.
  • Le verrou de l'aiguillage se réactive.
  • Les verrous des signaux se désactivent.
  • Selon le cas, un ou des signaux peuvent changer d'aspect en accord avec la position de l'aiguillage.
  • L'état de l'aiguillage est retourné vers le CCF, pour que s'affiche sur son écran la bonne position de l'aiguillage.

    Si les signaux ne se libèrent pas après que l'aiguillage ait tourné, et que la position de l'aiguillage sur l'écran du CCF indique qu'il y a anormalité (aiguillage à la bonne position, mais impossible de libere les signaux), le problème est au niveau du verrou. Pour que ce dernier s'active, les pointes de l'aiguillage doivent être en place. La tolérance est souvent inférieur à un quart de pouce. L'hiver, une accumulation de neige ou de glace peut gêner le fonctionnement de l'aiguillage. C'est la raison pour laquelle il y a des balais à chaque aiguillage, même électrique, et même muni de réchauffeurs. En délogeant les particules de glace, ou de roches accumulés entre les pointes et les rails, on résou souvent le problème.

    Réchauffeurs.
    Les réchauffeurs d'aiguillages fonctionnent sur deux principes: air soufflée ou chauffage sous les pointes.

    Dans les deux cas, l'air ambiante est chauffée, à peine quelques degrés au-dessus du point de congélation. Ces systèmes se mettent souvent en marche seuls, grâce à des détecteurs de précipitations. Le CCF peut aussi activer le système s'il prévoit faire tourner les pointes d'aiguillage dans les minutes qui suivront.

    Air soufflée.
    L'air est réchauffée dans une chambre situé près de la voie. Puis, un puissant ventilateur souffle l'air dans des conduits qui se terminent en face des pointes d'aiguilles.

    electrique
    Sur cette photo, on voit bien les conduits de ventilation. Il y en a 4. Deux petits qui soufflent l'air directement sur les pointes de l'aiguillage. Les deux conduits plus longs apportent l'air tout le long des pointes, afin de garder l'ensemble de l'aiguillage libre de neige le plus longtemps possible. Les numéros en peintures oranges sont pour un assemblage plus facile, car ces conduits sont enlevés durant l'été.
    electrique
    Intérieur d'un abri de chauffage. Cet abri sert à un réchauffeur à propane. Certains modèles sont plus bas, et le brûleur est dans l'abri, alors que le ventilateur est généralement en dehors, près du sol.

    Sous les rails.
    Des brûleurs, semblables à ceux d'un BBQ, sont placé sous les rails, près des points de pivot et le long des pointes. Ils sont sous les voies, entre les traverses.

    electrique
    Brûleurs au propane. Ce type de brûleur consomme très peu.
    electrique
    L'abri (photo ci-haut) contient les thermostats et les valves de contrôle du carburant. Le réservoir de propane est plus loin, sur le terrain. Un système très semblable aux systèmes de chauffage domestique.
    electrique
    Brûleur électrique. L'élément, semblable à un élément de cuisinière électrique, chauffe suffisamment pour faire fondre la neige au fur et à mesure qu'elle tombe, l'empêchant ainsi de s'accumuler. L'avantage de ce type de brûleur, c'est l'absence de réservoir de carburant à proximité, en cas de déraillement.

    Dans tous les cas, le but n'est pas de faire fondre une accumulation de neige, mais de la prévenir. Ces systèmes sont souvent inutiles durant les tempêtes, où les aiguillages doivent être nettoyés à la pelle, au balai, ou avec une machine (justement appelé "balai"), équipé de brosses rotatives spéciales.

    Les deux diagrammes ci-bas vous montrent les principales pièces internes d'un aiguillage électrique munis d'un appareil de manoeuvre, et de celui d'un aiguillage électrique seulement.


  • Analyse du modèle électrique et mécanique 5H de US&S.

     Modele electrique et mecanique

    No Description
    1 Moteur, 24 Vdc ou 110 Vdc
    2 Bâti
    3 Bâti d'engrenage
    4 Bras d'embrayage
    5 Intérupteur de courant
    6 Engrenage intermédiaire (24 V ou 110 V)
    7 Plaque de soutien supérieure
    8 Garde de métal pour tringle
    9 Tringle de manœuvre
    10 Hasp
    11 Bâti des contacts
    13 Garde pour détecteur de position et verrou
    14 Accouplement (pour faire tourner le moteur manuellement)
    15 Oeillère pour cadenas
    16 Assemblage pour cadenas
    17 Garde pour tringle de manœuvre (bout sortant en position renversée)
    18 Sélecteur (manuel ou électrique)
    19 Appareil de manœuvre manuel
    20 Détecteur de position et verrou d'aiguillage
    21 Garde pour détecteur de position et verrou (en position renversée)
    23 Crinque, pour opération manuelle
    24 Joint d'étanchéité
    25 Couvercle et réceptacle pour la manivelle de la crinque
    26 Couvercle du boîtier d'engrenage
    27 Intérupteur du sélecteur de mode
    28 Sélecteur de vitesse de l'embrayage
    30 Couvercle du bâti des contacts
    31 Vis
    32 Embrayage (24 V ou 110 V)
    33 Engrenage principal
    34 Arbre à cam
    35 Contrôleur électronique
    37 Contacts des détecteurs de position
    38 Bornier
    40 Joint d'étanchéité

    Analyse du modèle électrique 5G de US&S.

     Modele electrique

    No Description
    1 Moteur, 24 Vdc ou 110 Vdc
    2 Contrôleur électronique
    4 Bornier
    6 Arbre à cam
    8 Contacts des détecteurs de position
    9 Couvercle du bâti des contacts
    11 Bornier
    12 Joint d'étanchéité
    13 Embrayage (24 V ou 110 V)
    14 Intérupteur d'alimentation
    15 Engrenage intermédiaire
    16 Engrenage principal
    17 Bras de soutien d'embrayage
    20 Hasp
    21 Garde pour détecteur de pointe et verrou
    23 Crinque, pour opération manuelle
    24 Couvercle de crinque et tige d'accouplement
    25 Couvercle d'embrayage
    27 Intérupteur du sélecteur de mode
    29 Bloc de remplissage de l'arbre à cam
    30 Vis