Une locomotive électrique est une locomotive mue par des
moteurs électriques. Ceux-ci sont alimentés soit, cas le plus général, par une ligne de contact aérienne, soit
par un troisième rail (notamment dans les métros),ou parfois par des accumulateurs de bord. Une locomotive
électrique peut être monocourant (alimentée par un seul type de courant) ou bien polycourant, c'est-à-dire
apte à utiliser plusieurs types de courant (le plus souvent bi- ou tricourant).Les locomotives électriques actuelles
vont de petites machines à piles utilisées dans les mines à de puissantes locomotives de ligne de 6 MW ou
plus.
En fait la plupart des locomotives modernes sont propulsées électriquement. Les locomotives électriques sont
celles qui captent leur courant d'une ligne de tension extérieure alors que locomotives Diesel-électriques
produisent leur propre électricité à l'aide d'un moteur à pistons.
Histoire
La première locomotive électrique connue, alimentée par des piles électriques, a été construite en 1837 par
un chimiste écossais d'Aberdeen, Robert Davidson. Davidson a par la suite construit une locomotive plus
grosse, appelée Galvani et présentée à l'exposition de la Société écossaise royale des arts en 1841.
Cette machine de 7 tonnes avait 2 moteurs à reluctance variable en prise directe sur les essieux. Alimentée par
batteries, elle a tiré un train de 6 tonnes à 6 km/h sur plus de 2 kilomètres. Elle aurait été détruite par des
employés de la compagnie Edinburgh and Glasgow Railway qui l'ont perçue comme une menace pour leur
emploi1. En 1879 à Berlin, Werner von Siemens fait rouler un train de démonstration tracté par
une locomotive
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électrique sur un circuit circulaire de 300 m. C'est le premier train à traction électrique transportant des
passagers. La petite locomotive électrique était entraînée à 13 km/h par un moteur série de 2,2 kW alimenté
en 150 V continu par 3e rail sur lequel roulait un galet collecteur.
En 1881 à Paris, le même Werner von Siemens fait la démonstration d'une alimentation par ligne de contact
aérienne. La même année le premier tramway électrique est mis en service à Lichterfelde. Les véhicules de
4 kW étaient alimentés en180 V par les rails.
En 1883, le tramway entre Mödling et Hinterbrühl près de Vienne en Autriche est le premier service régulier
sous caténaire. 5 ans plus tard Frank J. Sprague appliquera cette alimentation par caténaire au tramway de
Richmond.
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En 1891, la première utilisation ferroviaire du courant alternatif est due à Charles Brown, ingénieur chez
Oerlikon à Zurich, qui a relié Lauffen am Neckar à Frankfurt am Main (280 km) en utilisant un moteur
triphasé.
Brown a remarqué que ces moteurs triphasés bénéficiaient d'une meilleure puissance massique que les
moteurs à courant continu du fait de l'absence de commutateur, étaient plus simples à produire et à maintenir.
En revanche ils étaient plus volumineux et ne pouvaient pas être aménagés sous le plancher de la locomotive.
En 1896, Oerlikon a réalisé la première application commerciale de cette technologie avec le tramway de
Lugano dans le Tessin, électrifié en triphasé 750 V 40 Hz par une double ligne de contact. Les motrices de
30 t et 110 kW, bien adaptées aux fortes pentes de la ligne, fonctionnaient à une vitesse constante et
fournissaient un freinage régénératif. En 1896-1898, Kálmán Kandó a également expérimenté le triphasé
avec le tramway d'Évian-les-Bains (600 V)2.
Le 21 juillet 1899, le Burgdorf-Thun-Bahn devient le premier chemin de fer électrifié d'Europe, en triphasé
750 V 40 Hz. Les locomotives sont produites par la société Brown, Boveri & Cie.
La première implémentation du monophasé à fréquence industrielle remonte à 1901 avec les locomotives
Oerlikon conçues par Hans Behn-Eschenburg et Emil Huber-Stockar pour la ligne Seebach — Wettingen
(achevée en 1904). Les locomotives 15 kV 50 Hz de 48 t utilisaient des transformateurs et des convertisseurs
rotatifs pour alimenter en courant continu les moteurs de traction3.
Le 15 octobre 1902, la Rete Adriatica met en service la ligne de la Valtellina dans le nord de l'Italie.
Cette ligne a eu une renommée mondiale pour avoir été électrifiée en triphasé, un mode d'alimentation
aujourd'hui abandonné (il fallait 2 lignes de contact) et surtout à haute tension : 3 000 V 15 Hz.
Les locomotives étaient réalisées par Ganz à Budapest. La ligne est convertie au monophasé 15 kV 16⅔ Hz
le 2 mars 1930.
En 1903, le chemin de fer de la Mure met en service les Bo'Bo' E 1 à 5 , alimentées en courant continu par
une double ligne de contact + & -1 200 V. Elle sera remplacée par une caténaire unique à 2 400 V
en 1951.
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Si les premières locomotives de manœuvre ou de banlieue étaient déjà de type Bo'Bo', la conception des
grosses locomotives de ligne restait influencée par les locomotives à vapeur, avec de grandes roues motrices
fixes et des essieux directeurs aux extrémités.
En 1955, deux motrices électriques ont battu le record de vitesse sur rail (331 km/h) : la BB 9004 et la
CC 7107 de la Société nationale des chemins de fer français, sur une ligne droite et plate des Landes.
À partir des années 1970, l'apparition de l'électronique de puissance (thyristors GTO puis plus tard IGBT)
a constitué un réel progrès de la traction électrique.
Technologie
Les locomotives électriques reçoivent leur énergie de l'extérieur sous forme de courant électrique, soit d'une
caténaire au-dessus de la voie, soit d'un troisième rail au sol. Ce type d'alimentation (avec les centrales
électriques à y associer) rend très cher l'équipement d'une voie. Mais les avantages de la traction électrique
sont nombreux : coût d'entretien plus réduit que pour les locomotives diesel, accélération importante, freinage
régénératif (freinage rhéostatique, où pendant que les moteurs sont devenus des génératrices, de l'énergie
(puissance) est dissipée en chaleur dans un rhéostat (occasionnant une décélération), ou, freinage-récupération
où la tension des moteurs, devenus génératrices par commande, est soit immédiatement utilisée pour la
traction d'autre(s) motrice(s) ou emmagasinée temporairement dans des condensateurs). Elles sont appréciées
pour le transport de voyageurs dans les zones densément peuplées et sont systématiquement utilisées pour
les trains à grande vitesse (comme le TGV, Thalys, Eurostar, ICE ou Shinkansen) parce que les moteurs de
forte puissance massique qui leur sont nécessaires sont faciles à embarquer dans le véhicule.
Les systèmes ferroviaires les plus modernes utilisent une source de courant alternatif à fréquence industrielle
. Les moteurs électriques installés sont des moteurs asynchrones triphasés (EuroSprinter, Prima…) ou
synchrones à aimants permanents (AGV…).
En France, la majeure partie du réseau ferré est équipée de caténaires alimentées en 25 kV 50 Hz.
Cependant on trouve encore de vastes zones alimentées pour des raisons historiques en courant continu
1 500 volts sur le réseau ferroviaire français : une partie de la France de l'Ouest (gare Montparnasse), toute
la France du Sud-Ouest (gare d'Austerlitz) et toute la France du Sud et du Sud-Est (gare de Lyon) à
l'exception de la Côte d'Azur. Cette tension se retrouve en Afrique du Sud, en Suisse (pour les chemins de fer
à voie étroite) et aux Pays-Bas. En milieu urbain et suburbain, le courant continu conserve sa prévalence
en raison de sa facilité d'alimentation par des réseaux publics ou dédiés peu puissants, de l'absence de sections
de séparation de phase très difficiles à insérer, de la diminution du coût des tunnels(1 mètre de diamètre en
moins pour un monotube) ainsi que l'impossibilité réglementaire d'avoir des quais de plus de un mètre par
rapport au plan de roulement(NFF77-100).
L'alimentation se fait en 3 000 volts continu en Italie, en Espagne, en Pologne et en Belgique.
Les lignes du Sud de l'Angleterre sont alimentées en 750 volts continus par troisième rail.
L'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, la Norvège et la Suède sont électrifiées en 15 kV 16⅔ Hz.
source wikipedia
Une locomotive électrique est une locomotive mue par des
moteurs électriques. Ceux-ci sont alimentés soit, cas le plus général, par une ligne de contact aérienne, soit
par un troisième rail (notamment dans les métros),ou parfois par des accumulateurs de bord. Une locomotive
électrique peut être monocourant (alimentée par un seul type de courant) ou bien polycourant, c'est-à-dire
apte à utiliser plusieurs types de courant (le plus souvent bi- ou tricourant).Les locomotives électriques actuelles
vont de petites machines à piles utilisées dans les mines à de puissantes locomotives de ligne de 6 MW ou
plus.
En fait la plupart des locomotives modernes sont propulsées électriquement. Les locomotives électriques sont
celles qui captent leur courant d'une ligne de tension extérieure alors que locomotives Diesel-électriques
produisent leur propre électricité à l'aide d'un moteur à pistons.
En fait la plupart des locomotives modernes sont propulsées électriquement. Les locomotives électriques sont
celles qui captent leur courant d'une ligne de tension extérieure alors que locomotives Diesel-électriques
produisent leur propre électricité à l'aide d'un moteur à pistons.
Histoire
La première locomotive électrique connue, alimentée par des piles électriques, a été construite en 1837 par
un chimiste écossais d'Aberdeen, Robert Davidson. Davidson a par la suite construit une locomotive plus
grosse, appelée Galvani et présentée à l'exposition de la Société écossaise royale des arts en 1841.
Cette machine de 7 tonnes avait 2 moteurs à reluctance variable en prise directe sur les essieux. Alimentée par
batteries, elle a tiré un train de 6 tonnes à 6 km/h sur plus de 2 kilomètres. Elle aurait été détruite par des
employés de la compagnie Edinburgh and Glasgow Railway qui l'ont perçue comme une menace pour leur
emploi1. En 1879 à Berlin, Werner von Siemens fait rouler un train de démonstration tracté par
une locomotive
électrique sur un circuit circulaire de 300 m. C'est le premier train à traction électrique transportant des
passagers. La petite locomotive électrique était entraînée à 13 km/h par un moteur série de 2,2 kW alimenté
en 150 V continu par 3e rail sur lequel roulait un galet collecteur.
En 1881 à Paris, le même Werner von Siemens fait la démonstration d'une alimentation par ligne de contact
aérienne. La même année le premier tramway électrique est mis en service à Lichterfelde. Les véhicules de
4 kW étaient alimentés en180 V par les rails.
En 1883, le tramway entre Mödling et Hinterbrühl près de Vienne en Autriche est le premier service régulier
En 1883, le tramway entre Mödling et Hinterbrühl près de Vienne en Autriche est le premier service régulier
sous caténaire. 5 ans plus tard Frank J. Sprague appliquera cette alimentation par caténaire au tramway de
Richmond.
Oerlikon à Zurich, qui a relié Lauffen am Neckar à Frankfurt am Main (280 km) en utilisant un moteur
triphasé.
Brown a remarqué que ces moteurs triphasés bénéficiaient d'une meilleure puissance massique que les
moteurs à courant continu du fait de l'absence de commutateur, étaient plus simples à produire et à maintenir.
En revanche ils étaient plus volumineux et ne pouvaient pas être aménagés sous le plancher de la locomotive.
En 1896, Oerlikon a réalisé la première application commerciale de cette technologie avec le tramway de
Lugano dans le Tessin, électrifié en triphasé 750 V 40 Hz par une double ligne de contact. Les motrices de
30 t et 110 kW, bien adaptées aux fortes pentes de la ligne, fonctionnaient à une vitesse constante et
fournissaient un freinage régénératif. En 1896-1898, Kálmán Kandó a également expérimenté le triphasé
avec le tramway d'Évian-les-Bains (600 V)2.
Le 21 juillet 1899, le Burgdorf-Thun-Bahn devient le premier chemin de fer électrifié d'Europe, en triphasé
Le 21 juillet 1899, le Burgdorf-Thun-Bahn devient le premier chemin de fer électrifié d'Europe, en triphasé
750 V 40 Hz. Les locomotives sont produites par la société Brown, Boveri & Cie.
La première implémentation du monophasé à fréquence industrielle remonte à 1901 avec les locomotives
La première implémentation du monophasé à fréquence industrielle remonte à 1901 avec les locomotives
Oerlikon conçues par Hans Behn-Eschenburg et Emil Huber-Stockar pour la ligne Seebach — Wettingen
(achevée en 1904). Les locomotives 15 kV 50 Hz de 48 t utilisaient des transformateurs et des convertisseurs
rotatifs pour alimenter en courant continu les moteurs de traction3.
Le 15 octobre 1902, la Rete Adriatica met en service la ligne de la Valtellina dans le nord de l'Italie.
Le 15 octobre 1902, la Rete Adriatica met en service la ligne de la Valtellina dans le nord de l'Italie.
Cette ligne a eu une renommée mondiale pour avoir été électrifiée en triphasé, un mode d'alimentation
aujourd'hui abandonné (il fallait 2 lignes de contact) et surtout à haute tension : 3 000 V 15 Hz.
Les locomotives étaient réalisées par Ganz à Budapest. La ligne est convertie au monophasé 15 kV 16⅔ Hz
le 2 mars 1930.
En 1903, le chemin de fer de la Mure met en service les Bo'Bo' E 1 à 5 , alimentées en courant continu par
En 1903, le chemin de fer de la Mure met en service les Bo'Bo' E 1 à 5 , alimentées en courant continu par
une double ligne de contact + & -1 200 V. Elle sera remplacée par une caténaire unique à 2 400 V
en 1951.
grosses locomotives de ligne restait influencée par les locomotives à vapeur, avec de grandes roues motrices
fixes et des essieux directeurs aux extrémités.
En 1955, deux motrices électriques ont battu le record de vitesse sur rail (331 km/h) : la BB 9004 et la
En 1955, deux motrices électriques ont battu le record de vitesse sur rail (331 km/h) : la BB 9004 et la
CC 7107 de la Société nationale des chemins de fer français, sur une ligne droite et plate des Landes.
À partir des années 1970, l'apparition de l'électronique de puissance (thyristors GTO puis plus tard IGBT)
À partir des années 1970, l'apparition de l'électronique de puissance (thyristors GTO puis plus tard IGBT)
a constitué un réel progrès de la traction électrique.
Technologie
Les locomotives électriques reçoivent leur énergie de l'extérieur sous forme de courant électrique, soit d'une
caténaire au-dessus de la voie, soit d'un troisième rail au sol. Ce type d'alimentation (avec les centrales
électriques à y associer) rend très cher l'équipement d'une voie. Mais les avantages de la traction électrique
sont nombreux : coût d'entretien plus réduit que pour les locomotives diesel, accélération importante, freinage
régénératif (freinage rhéostatique, où pendant que les moteurs sont devenus des génératrices, de l'énergie
(puissance) est dissipée en chaleur dans un rhéostat (occasionnant une décélération), ou, freinage-récupération
où la tension des moteurs, devenus génératrices par commande, est soit immédiatement utilisée pour la
traction d'autre(s) motrice(s) ou emmagasinée temporairement dans des condensateurs). Elles sont appréciées
pour le transport de voyageurs dans les zones densément peuplées et sont systématiquement utilisées pour
les trains à grande vitesse (comme le TGV, Thalys, Eurostar, ICE ou Shinkansen) parce que les moteurs de
forte puissance massique qui leur sont nécessaires sont faciles à embarquer dans le véhicule.
Les systèmes ferroviaires les plus modernes utilisent une source de courant alternatif à fréquence industrielle
. Les moteurs électriques installés sont des moteurs asynchrones triphasés (EuroSprinter, Prima…) ou
synchrones à aimants permanents (AGV…).
En France, la majeure partie du réseau ferré est équipée de caténaires alimentées en 25 kV 50 Hz.
En France, la majeure partie du réseau ferré est équipée de caténaires alimentées en 25 kV 50 Hz.
Cependant on trouve encore de vastes zones alimentées pour des raisons historiques en courant continu
1 500 volts sur le réseau ferroviaire français : une partie de la France de l'Ouest (gare Montparnasse), toute
la France du Sud-Ouest (gare d'Austerlitz) et toute la France du Sud et du Sud-Est (gare de Lyon) à
l'exception de la Côte d'Azur. Cette tension se retrouve en Afrique du Sud, en Suisse (pour les chemins de fer
à voie étroite) et aux Pays-Bas. En milieu urbain et suburbain, le courant continu conserve sa prévalence
en raison de sa facilité d'alimentation par des réseaux publics ou dédiés peu puissants, de l'absence de sections
de séparation de phase très difficiles à insérer, de la diminution du coût des tunnels(1 mètre de diamètre en
moins pour un monotube) ainsi que l'impossibilité réglementaire d'avoir des quais de plus de un mètre par
rapport au plan de roulement(NFF77-100).
L'alimentation se fait en 3 000 volts continu en Italie, en Espagne, en Pologne et en Belgique.
Les lignes du Sud de l'Angleterre sont alimentées en 750 volts continus par troisième rail.
L'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, la Norvège et la Suède sont électrifiées en 15 kV 16⅔ Hz.
L'alimentation se fait en 3 000 volts continu en Italie, en Espagne, en Pologne et en Belgique.
Les lignes du Sud de l'Angleterre sont alimentées en 750 volts continus par troisième rail.
L'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, la Norvège et la Suède sont électrifiées en 15 kV 16⅔ Hz.
source wikipedia
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