Question #6: Câblage d’une boucle de retournement

Comment faut-il câbler une boucle de retournement en courant continu?

Introduction

En courant continu 2 rails, chaque rail amène un des pôles à la locomotive. La norme NEM 631 précise que le + se trouve dans le rail de droite dans le sens de marche et le – dans le rail de gauche. Si on construit une boucle de retournement, au retour sur l’aiguillage, le rail de gauche va se trouver en contact avec le rail de droite, comme le montre la figure 1, et provoquer un court-circuit. L’isolation des deux rails va certes empêcher le court-circuit, mais ne permettra pas au train de changer de sens. Au changement de polarité, la locomotive va rester coincée.

Figure 1: Boucle de retournement, illustration du problème de l'inversion de polarité

Le problème n’existe bien sûr pas en alimentation par troisième rail, puisque les deux rails ont la même polarité et c’est uniquement le conducteur central qui a une autre polarité. Les solutions proposées ci-dessous sont applicables en alimentation courant continu, système à deux rails, analogique. Pour les utlisateurs d’un système digital, il existe des modules spéciaux à utiliser dans ce cas.

Variante 1

Pour cette première variante illustrée par la figure 2 ci-dessous, 4 diodes sont nécessaires. Par la disposition des diodes, on constate que quelle que soit la polarité des voies à gauche de l’aiguillages, dans la boucle le + est toujours à droite et le – toujours à gauche dans le sens de circulation. Il est donc possible d’inverser la polarité pendant que le train parcourt la boucle et ceci sans que sa marche ne soit affectée.

Figure 2: Illustration de la première variante. La flèche indique le sens de circulation obligatoire

On note par ailleurs qu’afin d’éviter tout risque de court-circuit, il convient d’isoler les rails qui vont au coeur de l’aiguille. Les deux connexions à la sortie de l’aiguille servent à réalimenter ces tronçons isolés. Ceci n’est pas nécessaire avec tous les types de voies, mais absolument obligatoire avec les aiguillages à coeur conducteur (p.ex Peco Electrofrog).

Avantages: Avec cette installation, il n’est pas nécessaire d’arrêter le train pour inverser la polarité. Il est donc envisageable d’automatiser cette inversion, p. ex en installant dans la boucle un ILS ou tout autre détecteur de passage qui actionne un relais inversant la polarité et la position de l’aiguillage.

Inconvénients: Si on n’utilise que le régulateur du transformateur pour inverser la polarité, il n’est pas possible de le faire sans arrêter le train, ne serait-ce qu’un court instant. D’autres part, si l’inversion n’est pas automatisée, il n’y a pas de garde-fou et la locomotive risque de se trouvée coincée au changement de polarité à la sortie de la boucle si l’opérateur oublie d’effectuer le changement de polarité.

Variante 2

La deuxième solution proposée ici (figure 3) n’utilise qu’un diode, mais oblige l’arrêt du train dans la section marquée en rouge. C’est uniquement lorsque la polarité aura été inversée que le courant pourra à nouver passer à travers la diode et ainsi faire redémarrer le train. Comme dans la première variante, l’isolation des rails allants sur le coeur de l’aiguille permet d’éviter bien des soucis.

Figure 3: Illustration de la deuxième variante. En rouge, la section d'arrêt

Avantages: L’arrêt obligatoire du train tant que la polarité n’a pas été inversée permet d’éviter que la locomotive ne reste en rade sur le changement de polarité. Cette solution est aussi plus avantageuse que la première si on utilise le régulateur du transformateur pour l’inversion de polarité.

Inconvénients: S’il n’est pas souhaité, l’arrêt obligatoire du train est ici une contrainte. D’autres part, cette variante est difficilement automatisable.

Que choisir ?

Compte tenu des avantages et inconvénients réciproques des deux variantes proposées, je pense que l’utilisateur devra choisir celle qui correspond le mieux à son exploitation. Si le réseau est automatisé et que l’opérateur veut pouvoir se concentrer sur d’autres tâches, la variante 1 avec un automatisme est certainement la plus appropriée. Si au contraire, l’alimentation du réseau doit être la plus simple possible et qu’on reste au tout manuel, ainsi que pour un réseau provisoire, la solution 2 est plus appropriée et dans ce cas, l’aiguillage peut même être manuel.

Autres solutions

En suivant le lien ci-dessous, vous trouverez une explication pour la réalisation d’une boucle de retournement sans diode, mais utilisant l’aiguillage couplé à des inverseurs pour gérer la boucle de retournement. Cliquez ici.