Caténaire

Roulez Branchés !

Construire sa caténaire inclinée type Midi.
Même si notre réseau ne représente pas de sites réels, nous l'avons délibérément ancré dans le Midi de la France, et, pour les amateurs de chemin de fer que nous sommes, nous nous situons clairement dans une région dépendant de l'ancienne Compagnie du Midi. Comme nous voulions pouvoir faire rouler toutes sortes de matériels, donc des machines électriques, il était clair que nous devrions équiper une partie de nos voies de caténaires, mais il se trouve que la caténaire Midi est assez différente des systèmes utilisés dans d'autres régions, plutôt originale, et, à notre goût, très belle. Tout pour nous séduire Mais quand on sait ce qui fait son originalité, et sa beauté, les problèmes commencent à se poser sérieusement aux modélistes que nous sommes.

Le système d'alimentation en courant électrique par fil de contact « à suspension caténaire » se présente le plus souvent de la façon suivante : les machines sont munies d'un archet ou d'un « pantographe » dont les palettes viennent frotter sur un fil électrique installé au-dessus des voies. Premier problème : en ligne droite, ça va, mais dans les courbes, le fil (souple mais tendu) ne peut pas suivre exactement la forme du tracé, aussi dessine-t-il un polygone (fig. 1a.) On appelle d'ailleurs ces caténaires « polygonales ».



La caténaire Midi, quant à elle, résout le problème par un système élégant de tensions réparties, qui amène le fil de contact à épouser presque parfaitement les sinuosités de la voie. Pour atteindre à ce résultat, les câbles porteurs sont disposés de telle façon que les « panneaux » de caténaire s'inclinent dans les courbes presque jusqu'à l'horizontale. Il faut avoir suivi une ligne ainsi équipée pour en apprécier la complexité géométrique, mais aussi l'harmonie, en particulier dans les zones où courbes et contre-courbes se succèdent (fig. 1b).
	Comme le fil de contact doit être disposé à une hauteur définie, (quelque peu variable, cependant), et comme le développement vertical du système dépend de son inclinaison, on comprend que la fixation impose quasiment pour chaque poteau une disposition différente. La caténaire est située à une hauteur de 5,20 mètres (59.8mm) en moyenne. Elle peut descendre à 4,31 mètres (49.5mm), sous les ponts-routes et les tunnels, et atteindre 6,20 mètres (71.3mm) sur les passages à niveau.
Tout cela fait que pour le modéliste, la pose d'une caténaire Midi se présente comme un défi que, pourtant, nous avons souhaité relever. Mais comme nous sommes un peu paresseux, nous avons cherché les moyens de nous en tirer sans trop de migraines. Commençons par les poteaux. Nous avons utilisé des poteaux JV type Sud-Est, (dessin 2 a), très solides et jolis, qu'il nous a quand même fallu un peu bricoler. Le dessin 2 montre les transformations mises en œuvre pour obtenir les deux types de poteaux dont nous avions besoin. Pour ceux à console haute (ligne droite, dessin 2 b), nous avons recoupé le sommet des poteaux JV afin d'amener la console plus près du sommet du poteau, et un peu rabougri le support d'antibalançant qui nous semblait trop long pour notre usage Midi. Pour les poteaux à console basse (en courbe, dessin 2 c), nous avons simplement supprimé le support d'antibalançant (inutile), et nous avons fixé les poteaux par en dessous, ce qui les fait descendre d'environ 1 cm. Tous les poteaux retrouvent donc une hauteur d'à peu près 110 mm au-dessus du sol, mais les consoles se trouvent à des hauteurs différentes, comme en réalité. Nous avons aussi supprimé le support du tirant supérieur que nous trouvions trop lourd d'aspect. Aux poteaux "bas", nous avons ajouté un tirant en corde à piano, fiché dans un trou et collé, aux poteaux "hauts", nous avons ajouté des étais à 45° découpés dans des chutes des consoles et collés en place. Tout ceci est un peu simpliste et ne reproduit pas la réalité à 100%, mais l'allure générale est bonne, et c'est facile à faire...

Les poteaux sont installés à des intervalles qui varient entre 30 et 35 cm dans les courbes serrées, et 40 et même jusqu'à 47 cm en ligne droite. Passons maintenant à la caténaire proprement dite. Nous avons utilisé du fil de bronze de 5/10èmes (résistant à l'étirement) acheté en rouleau chez Weber à Paris. Il nous a fallu compter 3 fois autant de fil que nous avions de mètres à équiper. La première tâche a consisté à fabriquer l'ensemble fil de contact - fil porteur secondaire. Ces deux câbles sont, dans la réalité, espacés de 4,7 cm, et reliés par des griffes disposées à un intervalle qui varie en fonction du rayon de la courbe qu'on équipe. Pour nous simplifier le travail, nous avons limité à 3 les variantes possibles. Pour les lignes droites, les griffes sont espacées de 5 cm, dans les courbes à grand rayon, l'espace se réduit à 3,5 cm, et dans les courbes serrées à 2,5 cm. Mais passons à la pratique. Nous avons d'abord préparé un banc de travail bien simple : une planche de bois dur bien plate a été percée de trous aux intervalles choisis (2,5, 3,5 ou 5 cm), parfaitement alignés, sur une longueur d'à peu près 1 mètre (fig 3). Dans ces trous, des tronçons de fil de laiton de 1 mm de Ø sont fichés. De part et d'autre, deux brins de fil de bronze sont tendus, entre des pions constitués de clous solidement plantés, et guidés de place en place par des clous sans tête. Les deux brins et les entretoises en laiton sont alors soudés ensemble. Avec une pince coupante, il ne reste plus qu'à tronçonner à ras les éléments superflus, ne gardant que les « griffes » minuscules mais très solides.
	Le résultat constitue une sorte d'échelle, qui se laisse courber sans peine dans le sens horizontal, mais très rigide dans le sens vertical. Ces brins ont été disposés au-dessus de la voie, à la bonne hauteur et bien alignés, par l'intermédiaire de supports provisoires découpés dans du carton-plume (fig. 4)
	Rappelons que l'ensemble porteur secondaire + fil de contact est toujours disposé verticalement, en ligne droite comme en courbe.
Nous avons ensuite disposé le porteur principal, brin par brin entre les poteaux, formant une courbe régulière d'un isolateur au suivant, et descendant jusqu'à environ 5 mm du porteur secondaire, au plus bas. Dans les lignes droites, ce porteur est situé à la verticale du porteur secondaire + fil de contact. Mais dans les courbes, ça se complique. La forme du porteur est une résultante de diverses forces de traction contradictoires. En gros, la fixation aux poteaux tire le câble vers l'extérieur de la courbe, la pesanteur tire vers le bas, et c'est en tendant tout le bazar qu'on amène le fil de contact à la bonne hauteur et au bon endroit au-dessus des rails. Pour nous, le problème est un peu différent, puisque nous ne tendons pas le fil. Il faut lui donner une courbure vraisemblable, à l'instinct, puis commencer à souder les pendules « à vue de nez ». Nos pendules sont de petits brins de fil de bronze, formés en crochet à un bout, ce qui facilitera leur accroche du porteur secondaire. Nous les avons positionnés et soudés un à un à l'intervalle (réaliste) de I pour deux griffes, en commençant par le plus court (au milieu du panneau). L'extrémité « haute » repose contre le porteur principal, puis y est soudée légèrement. Pendule après pendule, le panneau prend forme. Quand tous les pendules sont placés, on vérifie l'effet général. Il faut souvent redresser l'alignement ici ou là , en dessoudant fugitivement le haut de quelques pendules pour permettre au porteur de trouver sa position d'équilibre.

Quand on arrive au bout d'un brin de « l'échelle » de base, on y soude le brin suivant par le porteur secondaire seulement, en relevant les extrémités du fil de contact en spatule de ski à la pince, sur quelques mm (fig. 5 bis) Panneau après panneau la caténaire prend forme. Dès qu'un ou deux panneaux sont terminés, il est bon de contrôler leur tenue en faisant passer une machine, pantographe levé. Si le fil s'écarte trop du centre de l'archet, il faut rectifier (dessouder, rallonger ou raccourcir les pendules...). Alors seulement, on peut éliminer à la pince coupante les bouts des pendules qui dépassent vers le haut. Tant que les panneaux sont libres à leur extrémité encore non terminée, la caténaire est assez souple, et monte sous la pression du pantographe mais au fur et à mesure de l'avancement du chantier, l'ensemble se rigidifie, et les petits mouvements de la caténaire terminée ne font que reproduire ceux qui se produisent aussi dans la réalité. Les extrémités des brins de porteurs principaux qui se croisent dans les isolateurs des poteaux gagnent à être soudés entre eux, mais gare à ne pas faire fondre les isolateurs (en plastique). On peut aussi les fixer à la colle instantanée (fig. 5 ter). On coupe enfin ce qui dépasse. Voilà , la caténaire est terminée, les essais satisfaisants. Cela passe partout sans accrocher, le pantographe de la machine ne part jamais « en l'air », il touche toujours le fil. Parfait, il ne reste plus qu'à peindre le fil d'une jolie couleur bronze oxydé (vert de gris). Nous avons choisi un vert amande (Humbrol n° 120) qui rend la caténaire encore plus discrète, la fait paraître encore plus fine. Un délice ! Les spécificités. Le branchement en Y avec les deux directions en courbe. La courbe en sortie de gare. On distingue bien les 3 poteaux différents de cette section entre le pont et le pare éboulis. Voir les VIDÉOS.

Haut page