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54) Les nouvelles voitures inox du MISTRAL (1ère partie) Cet article a 50 ans et fait partie de nos archives
Le parc nécessaire à la constitution des rames du « Mistral » se compose de : 15 voitures à couloir latéral type A8u ; 10 voitures à couloir central type A8tu ; 3 voitures-bars type Arux ; 6 voitures-restaurants type Vru ; 7 voitures-fourgons- générateurs type A4Dtux. Ces voitures sont issues d’une commande plus générale de 86 véhicules inox de la classe TEE des programmes des années 1964 (38 voitures), 1965 (20 voitures), et 1966 (28 voitures), soit : 27 voitures A8u ; 28 voitures A8tu ; 14 voitures A4Dtux ; 11 voitures Vru ; 4 voitures-bars Arux ; 2 voitures-bars A8rtu.
Les voitures non utilisées pour le « Mistral » sont destinées au « Paris-Ruhr » et au « Lyonnais ». Quelques unités renforcent dès maintenant le parc TEE de Paris-Bruxelles-Amsterdam. La composition de base du « Mistral » est de 14 voitures, d’un poids total (voyageurs compris), de 700 tonnes environ, en dehors des périodes de forcement.
La rame est constituée :
– Paris-Marseille en tête,
– Paris-Nice en queue.
La tranche type Paris-Marseille se compose de : 1 A4Dtux ; 1 A8tu ; 1 Vru ; 1 A8tu ; 1 A8u ; une voiture facultative Marseille ou Nice (A8u). La tranche Paris- Nice comprend : 1 A8u ; 1 Arux ; 3 A8u ; 1 A8tu ; 1 Vru ; 1 A8tu ; 1 A4Dtux.
Nos lecteurs pourraient être intéressés par un rappel des définitions de marquage littéral utilisé dans la nouvelle dénomination du matériel à voyageurs et en particulier dans celle du « Mistral ».
« A » signifie, bien entendu, véhicule à voyageurs de 1re classe ; ⁸ ou ⁴ : nombre de compartiments, nombre fictif dans le cas de voiture à couloir central ; D : partie fourgon d’un véhicule ; V : voiture- restaurant ; r : installation de restauration ; u : climatisation ; t : voiture à couloir central ; x : aménagement spécial.
Par leurs caractéristiques générales, ces nouvelles voitures s’apparentent à celles déjà en service sur la relation Paris – Bruxelles – Amsterdam (PBA pour les initiés). Elles en diffèrent, néanmoins, par certains aménagements essentiels et par leurs bogies. Enfin, la voiture- restaurant et la voiture-bar se caractérisent par des dispositions nouvelles, voire inédites.
La conception des caisses des véhicules du « Mistral » est l’oeuvre de la Division des études voitures (DEV) de la Direction du Matériel et de la Traction de la SNCF. L’étude en a été confiée aux Établissements Carel Fouché- Languepin. Le bogie du « Mistral », du type Y 28, est l’oeuvre originale de la DEV. Le bogie Y 26 P des voitures-restaurants à suspension pneumatique, au secondaire malgré son rattachement nominal au groupe Y 26, lui-même issu de la grande famille des Y 20, en diffère radicalement, non seulement par la suspension pneumatique mais aussi par l’attaque dans le plan des essieux, disposition primordiale dans la recherche du confort aux grandes vitesses. Le bogie Y 26 P a été étudié en étroite collaboration pas la DEV et les Établissements Carel Fouché.
Caractéristiques communes à tous les véhicules.
Les caisses en acier inox ont été construites et équipées pas les Établissements Carel Fouché- Languepin dans leurs usines du Mans et de Gaillon-Aubevoye. Les dimensions sont les suivantes : longueur hors tampons : 25,500 m ; entr’axe des pivots de bogies : 18,100 m ; ·largeur hors-tout : 2,858 m ; hauteur courante au-dessus du rail et à vide : 4,050 m.
Les bogies sont du type le plus récent Y 28, sauf sous les Vru (bogie Y 26 P), les A4Dtux (bogie Y 26), tous à frein incorporé. Disposition classique, non compensé, de traction et de tamponnement à ressorts en caoutchouc armé.
Intercommunication à commande pneumatique de la valve d’urgence « Westinghouse- Hubert ». Frein à commande électro pneumatique avec poids-frein compris entre 150 et 160 % de la tare. Distributeur et réservoir auxiliaire montés sous la caisse. Blocs-frein (à semelles composites à haut coefficient d’adhérence, pour le moment ; en effet, on peut rêver que dans un proche avenir, la combinaison de trois formes de freinage : l’application d’une semelle fonte sur la table de roulement, l’emploi de freins à disque et l’usage du frein électromagnétique permettront d’atteindre des vitesses bien supérieures (sans parler du freinage aérodynamique).
Vitesse
Les voitures sont équipées actuellement pour circuler à la vitesse de 160 km/h, mais les caractéristiques des caisses et des bogies modernes, permettraient d’atteindre aisément la vitesse de 200 km/h, en faisant varier le poids-frein, bien entendu.
Conditionnement d’air
L’énergie électrique nécessaire au fonctionnement des équipements de conditionnement d’air des voitures est fournie en courant triphasé 660 volts 50 Hz à partir du groupe diesel- alternateur installé dans la voiture-fourgon d’extrémité de chacune des deux tranches du train.
Cette énergie est utilisée sous deux formes :
– directement en 660 V pour les éléments chauffants de l’unité de conditionnement et pour les radiateurs de plancher ;
– en 380/220 V, triphasé, 50 Hz, pour les moteurs principaux et les auxiliaires (blocs de recharge batterie et utilisation) par l’intermédiaire d’un autotransformateur d’une puissance de 20 kVA sur les A8u et A8tu, de 40 kVA sur l’Arux et de 80 kVA sur le Vru.
Sur chaque voiture, l’installation de conditionnement d’air, proprement dite, comporte, d’une part, un équipement de réfrigération de 21 000 frigories/ heure environ et une installation de chauffage de 34 kV approximativement (éléments chauffants de l’unité de conditionnement + radiateurs de plancher).
L’appareillage de commande, de contrôle et de régulation du conditionnement d’air est conçu de telle sorte que l’installation passe automatiquement, sans aucune intervention manuelle, du chauffage à la ventilation simple et à la réfrigération et inversement selon un cycle approprié. Les principaux appareils composant l’installation sont les suivants :
– un groupe motocompresseur, d’une puissance de 9 kW environ, fixé sous le châssis de la voiture.
Le compresseur, du type hermétique ou du type ouvert (voiture-restaurant), est doté d’un dispositif de commande de débit automatique permettant d’en adapter l’utilisation aux besoins réels du moment et facilitant également la mise en marche.
– un groupe condenseur, récepteur de fréon R 12 liquide et déshydrateur, complété par deux groupes motoventilateurs. Il est également fixé sous le châssis de la voiture,
– une unité de conditionnement d’air logée entre plafond et toit, au-dessus de l’une des plates-formes. Elle se compose d’un évaporateur, d’un réchauffeur d’air électrique (d’une puissance de 16 ou 20 kW) (Vru seulement) et d’un groupe motoventilateur débitant 4 000 m3/h environ d’air à 0 °C. Le débit de ce groupe permet de renouveler 25 fois par heure l’air de la voiture.
Le groupe motoventilateur du groupe de conditionnement souffle l’air dans une gaine située également entre le plafond et le toit de la voiture. Cet air est distribué sur toute la longueur de la voiture par des orifices appropriés.
75 % de l’air soufflé dans la voiture est repris, filtré et vient se mélanger à l’air neuf, lui-même filtré.
Le mélange air neuf + air repris est réaspiré dans le groupe de conditionnement pour être envoyé ensuite dans la voiture.
L’air non recyclé est évacué à l’extérieur suivant des dispositions propres à chaque type de voiture.
Une légère surpression est maintenue à l’intérieur des véhicules.
Un relais, commandé à distance à partir de la voiture A4Dtux, permet d’arrêter momentanément la ventilation lors du passage sous tunnels de grande longueur. L’entrée dans les voitures des fumées de combustion des moteurs Diesel se trouve ainsi évitée.
Dans toutes les voitures, sauf la Vru, le conditionnement d’air est du type « Stone » et identique à celui des TEE inox Paris – Bruxelles – Amsterdam ; la Vru a reçu une installation nouvelle assurant les mêmes fonctions mais fournie par une société française : « Air Industrie » (ex-« Tunzini »).
Les appareillages de commande, de contrôle et de régulation sont adaptés à chacun des deux types d’installation.
Un chauffage au plancher par radiateurs électriques complète l’action de l’unité de conditionnement. La répartition de ces radiateurs varie selon le type des voitures.
Sur l’appareillage « Stone » la puissance des éléments chauffants de l’unité de conditionnement est fractionnée en 3 étages de 4,5, 9 et 16 kW afin de tenir compte des besoins réels du moment et de permettre le fonctionnement en chauffage réduit, en cas de manque de puissance au groupe diesel – alternateur (de même le circuit de chauffage des radiateurs est divisé dans ce dernier cas).
De son côté, « Air Indutrie » (« Tunzini ») a repris pour l’ensemble chauffage-réfrigération le principe DEV déjà appliqué au seul chauffage des voitures modernes SNCF :
« L’air chaud à température modulée », en le complétant par une régulation statique originale. En cas de chauffage réduit, un seul des deux circuits d’alimentation des radiateurs formant plinthe chauffante est utilisé ce qui ramène la puissance à 3,1 kW.
Le principe de la régulation « Air Industrie » sera décrit plus loin au chapitre réservé, plus spécialement à la voiture-restaurant Vru.
Éclairage
Les voitures de type A8u, A8tu, Arux et A4Dtux sont équipées de batteries d’accumulateurs de 24 V, 332 Ah ; la voiture restaurant Vru, d’une batterie 110 V, 240 Ah.
Sur les voitures équipées en 24 V, on trouve :
– un transformateur-redresseur 380 V triphasé/24 V, 15 A, redressé, pour charge de la batterie ;
– un transformateur
-redresseur d’utilisation 380 V triphasé/ 26 V , 150 A alimentant :
– tous les circuits d’éclairage,
– le moteur ventilateur du conditionnement, la commande des circuits de portes et la régulation du conditionnement d’air. En cas de manque de tension alternative, la batterie alimente automatiquement :
– un circuit d’éclairage réduit (la moitié des tubes fluorescents) ;
– les servitudes. L’éclairage peut être télécommandé à partir d’une voiture quelconque de la rame, à condition que le commutateur de sélection des voitures intéressées soit en position « rame complète ». Cet éclairage est assuré sur chaque véhicule :
– d’une part, dans les compartiments et couloirs, au moyen de tubes fluorescents fonctionnant sous 220 V, 8 000 ou 16 000 Hertz, par l’intermédiaire de convertisseurs alimentés en 24/26 V, soit en courant redressé, soit en courant continu (marche sur batterie). Une bonne stabilité du flux lumineux est ainsi assurée,
– dans les compartiments des voitures à couloir latéral (A8u), seulement, les porte-cannes sont équipés de liseuses individuelles au droit de chaque place,
– d’autre part, dans tous les locaux annexes au moyen de lampes à incandescence 24 V alimentées soit en courant redressé, soit en courant continu. On sait que l’Union internationale des chemins de fer (UIC) impose des niveaux d’éclairement minimum, après 150 heures de service :
– sur le plan de lecture : au moins 150 lux à la place la moins favorisée et sans l’appoint des liseuses individuelles (cas des voitures à couloir latéral) ;
– sur les plates-formes, dans les couloirs et locaux de service, au moins 100 lux à 0,80 m au-dessus du plancher, etc. ;
– enfin, dans les compartiments, le niveau d’éclairement en éclairage réduit doit atteindre 80 lux. Sur le « Mistral », ces valeurs sont dépassées.
Éclairages spéciaux
Ils comprennent :
– les voyants lumineux d’occupation des W-C. En effet, un voyant lumineux est placé au-dessus de la porte de bout de couloir à chaque extrémité de celui-ci dans les voitures à couloir latéral et au-dessus de la porte de bout de compartiment dans les voitures à couloir central.
Selon une disposition généralisée depuis un certain nombre d’années sur le matériel UIC, la lampe de ce voyant est mise sous tension par l’intermédiaire d’un minirupteur placé dans le montant de porte des W-C en face du verrou de cette porte. Le pêne du verrou doit pouvoir actionner le minirupteur lorsque le verrou est manoeuvré de l’intérieur. Par contre, la fermeture de l’extérieur, pour les besoins du service, par la « clef de Berne », ne provoque pas l’allumage du dispositif de signalisation ;
– l’éclairage des marchepieds : chaque marchepied d’accès aux voitures possède un dispositif d’éclairage commandé par la manoeuvre des portes d’accès,
– les panneaux lumineux d’indication de parcours.
Une signalisation extérieure lumineuse fixe : désignation du train, parcours, disposés au droit des baies extrêmes des faces, est obtenue par panneaux translucides éclairés chacun par deux tubes fluorescents. Cette disposition ne se retrouve pas sur les voitures Arux et Vru ;
– signalisation électrique des bouts.
Chaque voiture, sauf la Vru, comporte à ses extrémités des signaux électriques fixes.
Sonorisation
Toutes les voitures sont dotées d’une installation de sonorisation répondant aux directives de l’UIC. Cette installation permet, à partir du micro installé dans chaque voiture, la diffusion de toute annonce.
Seules, les voitures-fourgons (A4Dtux) possédant une installation plus élaborée, dite à poste central, permettant la diffusion d’annonces préenregistrées et éventuellement de programmes musicaux. Un magnétophone « Helicosa » est installé à cet effet dans le compartiment de service.
Du type « SC 824 », il utilise un chargeur de bande magnétique hélicoïdale à 20 pistes qui permet l’enregistrement et la répétition de 20 annonces distinctes pouvant varier de 30 secondes à 30 minutes.
Le fonctionnement du « SC 824 » est extrêmement simple :
– un sélecteur gradué de 1 à 20 permet de sélectionner l’annonce choisie ;
– un bouton-poussoir assure la mise en marche de l’appareil qui s’arrête automatiquement à la fin de l’annonce.
Une liaison téléphonique est prévue entre les deux fourgons d’extrémité et la locomotive.
Elle se compose :
– d’un poste téléphonique installé dans le local de la voiture A4Dtux réservé au chef de train ;
– d’une sonnerie disposée dans ce local ainsi que d’une autre sonnerie sur la plateforme, côté moteur ;
– de l’installation correspondante sur la locomotive.
Portes d’accès
Les portes d’accès sont du type louvoyant-coulissant. Leur ouverture est assistée, sauf sur les deux portes A4Dtux, côté moteur, et sur celles des Vru, qui sont à ouverture manuelle. (Il suffit d’actionner la poignée intérieure ou la poignée extérieure.) Leur fermeture est télécommandée au moment du départ (sauf sur les portes d’A4Dtux, côté moteur, qui sont seulement verrouillées pneumatiquement en fin de course effectuée manuellement). Les portes demeurent bloquées en marche, par pression d’air, dès que la vitesse excède 5 km/h. Inversement, le blocage cesse, peu avant l’arrêt, pour une vitesse de 2 km/h environ.
En cas de nécessité, le blocage pneumatique peut être annulé en agissant sur un bouton- poussoir de sécurité, placé dans un logement fermé par une vitre, à proximité et à la partie supérieure des portes. Le marteau brise-vitres est proche.
La porte se manoeuvre alors aisément à la main.
La fermeture à distance peut être commandée de n’importe quelle porte d’accès (sauf sur les voitures-restaurants) au moyen d’un commutateur à trois positions Elle est contrôlée par un voyant lumineux situé à proximité du boîtier de commande.
Quand toutes les portes sont fermées le voyant lumineux s’éteint.
La porte à partir de laquelle la fermeture a été provoquée reste ouverte et ne se ferme automatiquement qu’en plaçant le commutateur sur la position « fermeture agent » à condition que la vitesse du train excède 5 km/h.
L’effet de la commande de fermeture à distance peut être annulé si un voyageur gravit l’emmarchement au moment du départ de la rame. La porte en cause ne se ferme pas tant que le voyageur demeure sur la marche « sensible » dotée d’un contact électrique établi par son propre poids. La lampe d’éclairage du marchepied s’allume automatiquement dès que la porte s’ouvre.
Portes d’intercirculation
La porte d’intercirculation coulissante à deux vantaux s’efface dans l’épaisseur de la paroi extrême.
Elle s’ouvre automatiquement à l’approche d’un voyageur grâce à un tapis à contact électrique agissant sur un dispositif électropneumatique. Cette ouverture est maintenue pendant cinq secondes.
La fermeture est temporisée. La porte se rouvre automatiquement si elle bute sur un obstacle quelconque lors de la manoeuvre automatique de fermeture. Les mouvements d’ouverture et de fermeture des portes vis-à-vis de deux voitures contiguës sont synchronisés. (La possibilité d’ouverture à la main, indépendamment du système automatique, a été prévue.)
Les portes coulissantes intérieures à deux vantaux (ou à un seul vantail dans la Vru, côté opposé à la cuisine) donnant accès aux grands compartiments des voitures à couloir central bénéficient également de la même automaticité à l’ouverture et à la fermeture. Le dispositif de commande (portes d’intercirculation contiguës comprises) peut être actionné au pied grâce à une bande à contact dissimulée sous le revêtement du sol, d’un point plus éloigné pour faciliter le passage du personnel du restaurant. Ces portes peuvent être bloquées en position d’ouverture, pour le même motif.
Ossature « châssis-caisse » des véhicules de la rame
La caisse poutre, à structure tubulaire, est réalisée à partir d’acier inoxydable de la nuance 18-8, mis en oeuvre suivant la technique et les procédés BUDD.
Les éléments du châssis, compris entre les traverses-pivot et les extrémités, sont en acier au cuivre demi-dur soudable CORTEN, disposition devenue classique en ce genre de construction. A noter cependant le gain de poids obtenu sur les extrémités du châssis : 500 kg par rapport aux « bouts » des voitures du TEE Paris – Bruxelles – Amsterdam, pour une même résistance.
(Sur l’A4Dtux, côté groupe électrogène, l’acier CORTEN rentre beaucoup plus largement dans la composition du châssis. Par ailleurs, et afin de permettre une mise en place et une dépose aisées de ce groupe électrogène, une trappe de 4,50 m de longueur a été prévue dans le pavillon).
Tous les éléments constituant l’ossature du châssis-caisse sont assemblés par soudure en bouchon, soudure par résistance (points) ou soudure électrique par cordons, suivant les cas.
L’ossature résiste, sans contraintes excessives, à un effort statique de compression de plus de 200 t au niveau des tampons. Le châssis, muni de puissants caissonnements d’extrémité, peut supporter les efforts de choc et de traction transmis soit par l’attelage actuel classique, soit par l’attelage automatique futur. Ces caissonnements sont confectionnés à l’aide de tôles planes assemblées par cordons de soudure électrique. Les deux traverses-pivot sont traitées de manière identique.
Dans la partie centrale du châssis, les deux longerons en acier inoxydable affectent la forme d’un oméga. Ils sont reliés par des traverses intermédiaires également en acier inoxydable. Un platelage général en tôle cannelée d’acier inoxydable, aux plis disposés longitudinalement, repose sur le châssis.
Les faces de la caisse sont constituées de montants verticaux, assemblés aux poutrages latéraux inférieurs et supérieurs, reliés entre eux par des traverses de ceinture.
Les tôles planes des faces reçoivent sous ceinture des tôles cannelées disposées horizontalement. Au-dessus de la ceinture, les tôles découpées à l’endroit des baies, restent planes à l’extérieur et sont doublées, entre ces baies, à l’intérieur de la paroi, de tôles cannelées placées verticalement. Aux extrémités de la caisse, un masque de choc caréné, en acier inoxydable et en acier ordinaire prend appui, d’une part, sur les caissonnements du châssis et, d’autre part, sur un système de raidisseurs disposés dans la toiture.
Le pavillon est formé d’une tôle cannelée raidie à l’intérieur par des courbes assemblées avec le poutrage latéral supérieur et reliées entre elles à l’extérieur par 4 longrines longitudinales en oméga.
L’ossature de châssis-caisse a été conçue de façon à ne pas être sensible aux vibrations verticales dans la gamme des vitesses envisagées.
L’une des vérifications imposées consiste à provoquer la chute simultanée d’une hauteur de 30 mm des 4 roues de l’un des bogies de la voiture prototype.
Des essais en ligne ont également eu lieu aux vitesses de circulation de 80, 120, 140, 160 km/h. etc…
Les enregistrements effectués lors des essais de chute et en ligne se sont révélés encore plus favorables que ceux obtenus avec la voiture A9 en acier ordinaire, construction 1958, aux bonnes qualités de confort reconnues, prise comme référence.
Insonorisation
L’isolation de la caisse et du plancher a été particulièrement étudiée. La constitution du plancher ne comporte pas moins de douze couches de matériaux de densités différentes avec interposition d’une lame d’air.
Le dessus du châssis, l’ossature et l’intérieur de la caisse sont entièrement recouverts d’un enduit insonorisant qui sert également à coller les couches de fibre minérale isolant thermiquement la caisse.
Les faces et le pavillon comportent deux couches de fibre minérale, de densité 8 kg/m3 et d’épaisseurs 25 et 50 mm.
Les baies doubles sont fixes. La vitre extérieure est montée sur profil caoutchouc, la glace intérieure est maintenue en place par un cadre métallique.
L’étanchéité du volume situé entre les deux glaces est l’objet les plus grands soins.
La fixation des cloisons sur la charpente fait appel à des douilles en caoutchouc entourant les boulons et les isolant ainsi du contre-plaqué.
L’élasticité des fixations entre plancher et tôle de platelage a été également obtenue avec le même système.
L’utilisation de revêtement intérieur de parois en texoïd posé sur une couche de mousse de polyester contribue efficacement à l’isolation des caisses. Enfin, sur les plates-formes plus sensibles aux bruits extérieurs et aux entrées d’air, l’étanchéité des portes d’intercirculation est assurée très efficacement par un dispositif de joint gonflable, fonctionnant sous pression de 1,5 bar et purgé sous faction d’un monocontact fors de la commande d’ouverture.
En service, l’isolation thermique et phonique des caisses sastisfait les plus difficiles.
Suite de l’article vendredi prochain.
Cet article est issu du numéro 1210 paru le 29 septembre 1969 dont voici la couverture :
