A] GÉNÉRALITÉS
Le frein électromagnétique (FEM) est un dispositif complémentaire de freinage permettant d'obtenir des décélérations plus importantes en combinant le freinage exercé sur les roues et d'un freinage indépendant de l'adhérence roue-rail. Ce système permet au frein qui s'exerce sur les roues de conserver un bon coefficient d'adhérence roue-rail en limitant les enrayages. L’ensemble augmente la capacité de freinage de la circulation.
Le patin magnétique est fixé sous le châssis du bogie, dans l'empattement des roues et à une hauteur suffisante pour éviter des contacts inopinés avec le rail. Le patin magnétique agit sur le rail et équipe certains matériels automoteurs comme l'AGC, la Zter ou le TGV 2N2 3UA actif en Allemagne. Ce dispositif a aussi équipé les voitures grand confort.
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| Patin magnétique |
Le dispositif de freinage électromagnétique descend un patin à l'aide des vérins proches du rail. L’effort de retenue est une combinaison entre un effort d’attraction magnétique obtenu en alimentant des électro-aimants ainsi qu'une pression verticale sur le rail. L'effort vertical varie en fonction de la puissance des électro-aimants. L'effort de retenue moyen peut atteindre 1000 daN selon certaines conditions.
La matière des patins est de la fonte graphique sphéroïdale. Le temps de mise en oeuvre du frein magnétique doit être inférieur à 3 secondes et l'alimentation électrique des électro-aimants doit se faire uniquement en position basse.
Ce système permet de réduire d'environ 25% les distances d’arrêt jusqu’à 200 km/h.
Les matériels roulants équipés du frein électromagnétique qui agit par frottement de patins sur le rail portent l'inscription Mg dans la désignation du frein.
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| Inscription Mg |
B] FONCTIONNEMENT
L'utilisation du FEM sur les lignes classiques est normalement autorisée par la réglementation. Par contre l'utilisation du FEM est interdite pour des vitesses supérieures à 220 km/h sur le réseau français.
L’effort de retenue de ce dispositif complémentaire de freinage est uniquement utilisé en freinage d’urgence.
Ce dispositif de freinage complémentaire entre en action lorsque les trois conditions ci-après sont réalisées simultanément. Lorsque la pression dans la conduite générale devient inférieure à 3 bars, lorsque la vitesse est supérieure à 50 km/h ou 15 km/h pour certains types de matériels roulants et lorsque les capacités de la réserve d'air des vérins sont suffisantes.
Les patins magnétiques se relèvent automatiquement lors de la réalimentation de la conduite générale à une pression supérieure à 3 bars ou lorsque la vitesse du train devient inférieure au seuil précisé dans le manuel technique du matériel roulant. En général, le seuil de vitesse est de 15 km/h.
Le seuil de vitesse permet d'éviter la dégradation de la voie et du rail. Il est admis d'utiliser le FEM jusqu'à l'arrêt seulement si l'effort de retenue est inférieur à 50% de la valeur nominale en dessous de 50 km/h.
Anecdote : J'ai pu tester les patins magnétiques sur une Zter lors d'une marche de perfectionnement à 200 km/h. L'arrêt total avait été obtenu en à peine 1200 mètres.
Il y a prescription, mais je me souviendrais toujours de cette phrase du cadre-traction. Vas-y, tu enfonces l'urgence, il n'y a pas d'aiguillage dans le secteur. Patatras, on sort de la courbe, des aiguilles IPCS !
Une lampe témoin permet un signalement au conducteur en cas d'avarie du système. Un robinet d'isolement permet de rendre inactif cet équipement complémentaire en cas d'avarie et sur prescription des documents techniques.
C] CONCLUSION
L'utilité de ce dispositif de freinage n'est plus à démontrer. Les distances de freinage sont réellement améliorées lors de son utilisation et même en cas de mauvaise adhérence du rail.
Les patins magnétiques ont aussi sauvé quelques arrêts commerciaux. Sans patins magnétiques, les clients sur le quai auraient vécu un sketch connu, le train passe, mais ne s'arrête pas !
Les termes sort les skis, sort les patins sont parfois utilisés par les conducteurs. Cela signifie, utiliser les patins magnétiques.
