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Qu’est ce qu’un…Pantographe ?

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Publié le 23/09/2013

pantographeCertains termes techniques passent peu à peu dans le vocabulaire courant…

On parle aujourd’hui fréquemment de plan de transport, de sillons, de caténaire et d’aiguillage sans que ces termes soient toujours très clairs pour tous !

Comme c’est un élément très présent dans notre quotidien, je vous propose donc de découvrir l’univers du pantographe (et je fais confiance à nos amis ferrovipathes présents sur le blog, pour compléter, au besoin, ce sujet de données encore plus techniques…)

Qu’est ce qu’un pantographe ?

Un pantographe, c’est une sorte de bras mécanique articulé d’environ 2 mètres, généralement en forme de Z, qui se situe en toiture du train et qui se déplie pour aller capter le courant sur la caténaire.

panto

Petit rappel, la caténaire, est l’ensemble de câbles situés au dessus des voies destinés à alimenter les trains en électricité.

caténaire

L’alimentation de nos lignes

Nos lignes N et U ont d’ailleurs la particularité de posséder deux types d’alimentation.

La ligne U, fonctionne avec une alimentation de 1500V sur le secteur de La Verrière à Viroflay rive gauche puis passe à 25000V au-delà de Viroflay rive droite.

L’ensemble de la ligne N, fonctionne elle aussi avec une alimentation de 1500V, mais au-delà de la gare de Plaisir Grignon, l’alimentation passe à 25000V.

Nos trains Transilien doivent alors s’adapter et changer de pantographe à Plaisir Grignon (ligne N) et Porchefontaine (ligne U) pour recevoir et supporter ce nouveau voltage.

Je vous propose de (re)découvrir cette opération en visionant cette vidéo.

Seuls les Z8800 (ligne U) et les BB27300 couplés avec les VB2N, les trains bleus (excepté les BB7600), sont compatibles avec cette alimentation, ce qui explique que l’on n’observe aucun « petit gris » au-delà de plaisir…

De manière à pouvoir palier tous les besoins de maintenances, nos technicentres de Montrouge (pour la ligne N) et de Trappes (pour la ligne U) sont équipés d’une voie de maintenance commutable, qui permet de sélectionner l’alimentation nécessaire.

Comment fonctionne un pantographe ?

Pour capter l’électricité, le pantographe doit être en contact avec la caténaire grâce à son archet.

C’est une pièce horizontale sur laquelle sont fixés des bandes de carbone ou de cuivre, en général deux, jusqu’à huit sur certains modèles adaptés au 1 500 V continu, qui frottent la caténaire et captent ainsi l’énergie.

archet

Pour que le contact soit toujours de bonne qualité, les techniciens des centres de maintenance de nos lignes sont mis à contribution.

La maintenance d’un pantographe.

Dans un recoin secret du centre, ils procèdent au démontage et à la réparation de ces archets si sensibles.

maintenance archet

L’archet est alors contrôlé chaque mois, de la même manière que les essieux, pour vérifier sa côte d’usure.

Chaque élément de l’archet fait l’objet d’une attention particulière.

Les bandes de cuivres et de carbones sont ainsi retirées pour être remplacées par de nouvelles qu’il faut ensuite poncer et meuler puis fixer pour ajuster l’ensemble.

maintenance pantographe maintenance archet

 

 

 

 

 

 

 

 

Si la dépose du pantographe peut prendre une vingtaine de minutes, l’intervention sur l’archer peut durer, elle, entre 2h et 7h.

Une fois terminé, le pantographe est réinstallé en toiture du train, prêt à retrouvé sa caténaire pour de nouveaux voyages !

17 commentaires pour “Qu’est ce qu’un…Pantographe ?”

  1. Rbrx dit :

    Sympa ce petit côté artisanal dans l’atelier 🙂

    On remarque que la caténaire n’est pas rectiligne, elle fait des « zigzag » : cela permet de répartir l’usure sur l’ensemble du pantographe et d’éviter de creuser un sillon dans ce dernier. C’est encore plus flagrant sur les LGV, du fait des vitesses atteintes.

    Petites questions pour tous et toutes:

    L’origine de la lettre « Z » désignant bon nombre de matériels automoteurs provient-elle de la forme du pantographe?

    Les anciens pantographes avait deux bras et formaient plutôt un losange «  », y’a t’il une raison particulière à cela?

    Les fameux arrachages de caténaires sont-ils dus à des pantographes défectueux?

    Cdlt

    • Doudou dit :

      Bonjour 😉 !

      Le « Z » des noms de matériel symbolisent juste le fait que ce train est une automotrice électrique, toutes les automotrices de la SNCF commencent par la lettre « Z » (Z5300, Z20500, Z20900, Z26500…), les automotrices ce sont des rames blocs indéformables (cf. Nos petits gris) !

      Pour les anciens panto, tout ce que je sais c’est que de très importantes campagnes d’essais ont eu lieues durant les années 60-70 et que toutes les rames-locomotives de cette époque (et elles sont encore très nombreuses) sont équipées de ce type de panto issu de ces essais !

      Pour les arrachages de caténaires, c’est rarement lié à un pantographe « défectueux », quand un panto est défectueux, en général, il tombe (mais ça aussi c’est rare…) ! Les arrachages de caténaires sont en général liés à une trop grande intensité renvoyée à la caténaire par la rame !

  2. patcheco dit :

    Bonjour,
    J’ai quelques questions également :
    -Est-ce qu’un train électrique est totalement dépendant du caténaire ? Si il n’y a plus de jus sur la caténaire est-ce qu’il peut rouler quelques kms avec une batterie de secours par exemple ?

    -Est-ce que passer de 1500 à 25K volt c’est bénéfique ?
    Merci

    • EPPasser en mode normal dit :

      Pas de courant = plus de moteur. Le train peut continuer sur l’erre (« en roue libre ») comme sur les zones de sectionnement ou de changement de tension. D’ailleurs, par souci d’économie, les marches des trains sont tracées avec des périodes où il n’y a pas de prise de courant (notamment en descente).

      Le 25kV est plus pratique car les installations (caténaires notamment) sont plus légère et il est plus facile d’avoir une intensité suffisante pour une puissance donnée. Historiquement, le 1500V courant continu est apparu en 1er car on ne savait pas construire des engins moteurs pour le courant alternatif. D’ailleurs certains pays européens utilisent de l’alternatif 16Hz 2/3. Mais cela ne permet pas d’utiliser directement le courant industriel (50Hz en Europe). A lire: http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_d%27%C3%A9lectrification_ferroviaire

    • MM dit :

      Petit complément à l’excellente explication d’EP :
      – Dans un conducteur, la loi d’Ohm s’applique : U = R*I où I est l’intensité du courant, U la tension électrique et R la résistance du conducteur.
      – Le courant électrique chauffe un peu le conducteur : une partie de l’énergie est perdue dans l’air sous forme de chaleur, la puissance perdue est P_perte = R*I*I.
      – La puissance utilisée par la locomotive est P_loco = U*I.

      On veut limiter les pertes (logique) donc puisqu’on travaille toujours avec du cuivre (on ne peut pas toucher à R), il faut diminuer I, l’intensité du courant. Problème : on veut garder une même puissance sur la locomotive. Il faut donc augmenter U, la tension électrique. Vous avez là une partie de l’historique de l’alimentation électrique du réseau ferroviaire français : initialement on utilisait du 1500V, on est passé à du 25 000 V pour limiter les pertes par « effet Joule ». 🙂

    • BB dit :

      Un autre petit complément : des batteries, ça deviens très vite lourd (dépendement de sa capacité) et encombrant. En rajouter sur le train signifie l’alourdir là ou l’on essaye de les alléger. Par ailleurs, le passage du continu à l’alternatif permet d’éviter de devoir alimenter trop régulièrement la caténaire (une tension continue s’atténue plus vite sur une certaine longueur, qu’une tension alternative).

  3. ramses06Passer au statut dit :

    certains pantographe font très fréquemment de grands éclairs bleus en dehors des journées de gel ou de neige bien sur . est ce du a un problème sur le panto lui même ?

    • Doudou dit :

      Il s’agit simplement du pontage 🙂 !

    • Bluebird43Passer en mode normal dit :

      On dit aussi arc électrique 🙂 Le même phénomène que pour les foudres. Enfin je pense que c’est ça ?

    • MM dit :

      C’est tout à fait normal. On voit le même genre de phénomène dans le métro avec le 3ème rail.

      C’est un peu le même genre de phénomène que la foudre : il y a 2 éléments, un chargé et l’autre non (la caténaire et le panto ou le nuage et le sol) séparés par un milieu peu conducteur (air pour la foudre, air ou saleté pour le pantographe), la différence de potentiel électrique (la tension) entre les 2 éléments est toutefois suffisamment grande pour permette au courant électrique de se déplacer (violemment) : c’est l’éclair.

      Pour mieux visualiser, l’analogie du fleuve est sympa : le potentiel électrique c’est l’altitude, la tension c’est la différence d’altitude et l’intensité du courant électrique c’est le débit, la résistance (ou son inverse, la conductivité : la capacité à conduire), c’est le milieu dans lequel on se déplace. Entre des points d’altitudes égales, pas de débit : même potentiel, tension de 0V, pas de courant. Entre des points d’altitude très différente, ça coule bien : avec une tension au hasard de 1500V, l’intensité est élevée. L’eau coule plus facilement à travers l’air que dans une éponge, le courant électrique circule mieux dans un métal que dans l’air. 🙂

  4. fth78 dit :

    bonjour,
    concernant les zones de changement de tension, en particulier entre Porchefontaine & Viroflay RD pour la ligne U par ex: à quoi sert la caténaire présente sur ce tronçon puisque les trains (du moins les rames du Transilien) doivent la franchir panto baissés??

    Que se passe(erai)-t-il si 1 conducteur oublie de baisser les pantos lors d’un changement de tension?

    • Doudou dit :

      A assurer une continuité dans l’alimentation j’imagine…Je serais pas surpris d’apprendre que le 1500 passe dans la sous station de Viro, passe par un transfo etc pour repartir en 25000 Alternatif (donc sinusoïdal…) de l’autre côté !

      Il me semble que tout saute si les pantos sont pas baissés ou si l’on se trompe de « clé d’alimentation » au passage d’une section !

    • EPPasser en mode normal dit :

      C’est une zone sans tension. C’est également le cas de zone de sectionnement (entre Sèvres-Ville d’Avray et St Cloud).
      Le câble permet de conserver l’appui sur le pantographe si celui-ci en abaissé ou relevé dans cette zone.
      Si un train est arrêté dans cette zone, c’est une demande de secours. Dans certaines situations (vitesse lente par ex.), les conducteurs doivent anticiper ce problème.

    • alb64Passer en mode normal dit :

      @EP: non pas forcément une DDS. Selon le matériel, les conducteurs ont la possibilité de monter les pantos en « local » ce qui permet de se sortir de cette situation. J’avais d’ailleurs assisté un jour à ce cas à la bif d’Asnières sur un MI84. L’ADC arrive au sectionnement sur signal fermé à moins de 10km/h, à cet endroit sur grV en direction de Paris c’est en rampe donc on perd de la vitesse. Le temps que la Z de tête passe le sectionnement, le signal a eu le temps de s’ouvrir mais comme, une fois le signal passé, il n’y avait que 2,5 voitures en dehors de la zone du sectionnement, l’ADC a juste monté le 1er panto pour reprendre un petit peu de vitesse. Après avoir estimé qu’il avait suffisamment dégagé la section, il a remonté tous les pantos et continuer sa route tranquillement.
      D’autre part, si je ne dis pas de bêtise, il y a moyen de réalimenter la section neutre. Cependant, il doit y avoir des conditions sine qua non.

    • EPPasser en mode normal dit :

      Effectivement, si un pantographe n’est plus en zone neutre, le conducteur peut réalimenter sa rame.
      Après il y a des techniques plus folkloriquse comme en gare frontière de Vallorbe en Suisse où les trains français arrivent pantos baissés. La locomotive est reprise par un engin suisse qui la dégage et la « lance » vers la zone alimentée compatible.

    • Paulo AquinoPasser en mode normal dit :

      la section de séparation des Marnes, entre Sèvres et St-Cloud, est un sectionnement à lame d’air encadré (en sens normal comme à contre-sens) par des « coupez courant »: on ne baisse pas les pantos, on ouvre les disjoncteurs et on les referme lorsque toute la rame a dégagé le sectionnement.

      pour info, en partant de la sous-station 220kV de Nanterre qui alimente le groupe 2 PSL entre autres, si on se contente de cette alimentation, pour 25kV à la caténaire à La Folie, il ne reste plus que 18kV à Louveciennes (insuffisance énergie de traction). Un feeder de ligne réinjecte du courant à la tension nominale à l’entrée de sous-secteur Bougival St-Nom/GCO (qui est encadré par deux carrés de protection automatique)

      le site de Versailles-RD (sous-secteur Versailles-RD gare) est quant à lui alimenté par la sous-station de Porchefontaine (par la voie 1).
      on y a souvent relevé plus de 32kV aux voltmètres Z6400.

      en cas d’arrêt accidentel sous une section de séparation, le Régulateur Sous-Station, après assurance de l’arrêt des circulations concernées par les Agents-Circulation encadrants, peut réalimenter le temps que la rame en sorte.

  5. P.Moinet dit :

    Bonsoir,
    Ce soir retour fort agréable entre la Défense et la Verrière avec un conducteur fort sympathique via les hauts-parleurs, annonçant les gares desservies, et souhaitant une bonne fin de soirée et un bon week end par avance. Comme ce conducteur était en fin de service à l’arrivée en gare de la Verrière j’ai pu le remercier de vive voix et converser quelques minutes avec lui.
    C’était le train de 16h44 à la Défense arrivée à 17h27 à la Verrière.
    Ce message peut bien sûr être transmis au cadre traction.
    Cordialement,
    Philippe

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