Cet article traite des crocodiles installés au sol sur les voies ferrées françaises. Vous ne verrez pas un crocodile avec de méchantes dents, mais plutôt une grosse pièce métallique !
A] UN PEU D'HISTOIRE
Plusieurs accidents graves dus à l'inobservation des signaux par le mécanicien ont obligé les ingénieurs à trouver des solutions pour améliorer la sécurité des circulations.
Différentes études et brevets ont été présentés à partir de 1850. Des tests ont démontré la mauvaise fiabilité des systèmes surtout à des vitesses supérieures à 100 km/h.
Le contact fixe (crocodile) a été imaginé en 1872 par M. Lartigue, chargé du service électrique sur le chemin de fer du Nord et M. Forest, sous-chef des études de la voie sur le chemin de fer du Nord. La répétition des signaux sur les locomotives à l'aide du crocodile a été inaugurée par le chemin de fer du Nord en 1875 et généralisée sur toutes les machines et toutes les doubles voies dès 1892. La Première Guerre mondiale a empêché un développement rapide de la répétition des signaux sur l'Est, le PLM et le PO.
Le système se composait d'un contact fixe placé sur la voie, d'un sifflet électro-automoteur et d'une brosse métallique placée sous la machine. Au début, on s'est demandé s'il ne serait pas meilleur d'obtenir que l'action du crocodile, au lieu d'agir sur un simple sifflet avertisseur, produise directement le déclenchement du frein automatique. Après un essai concluant, la compagnie du nord n'y donna pas suite parce qu'elle pensait qu'il n'était pas bon d'agir sur les freins en dehors de la volonté des mécaniciens.
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Schéma d'installation du crocodile d'un signal (Lartigue-Forest)
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Sifflet électro-automoteur : Le sifflet est un appareil électro-automatique destiné à prévenir acoustiquement les mécaniciens qu'ils arrivent devant un disque tourné à l'arrêt.
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Coupe du sifflet électro-moteur
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Le sifflet électro-automoteur se faisait entendre dans la machine lorsque la brosse frottait le crocodile et que le disque était en position fermée. Le crocodile était installé à une distance de 200 mètres environ avant le signal. Par conséquent, même en cas de mauvaise météo, le mécanicien mis en éveil pouvait confirmer visuellement cet avertissement acoustique et effectuer un freinage.
Le mécanicien qui rencontrait un disque fermé devait se rendre immédiatement maître de la vitesse de son train, de manière à être en mesure de s'arrêter dans l'espace de voie qu'il apercevait libre devant lui.
Le contact fixe (crocodile) du Nord était placé sur les traverses entre les rails dans l'axe de la voie, mais il était possible de placer ce contact latéralement à une certaine hauteur au-dessus du sol. Dans ce cas, la brosse était installée sur le côté de la locomotive.
La fiabilité du système fut excellente dès le début selon le réseau du chemin de fer du Nord. En 1882, sur 548 crocodiles en service, on n'a signalé que dix ratés. Sur un million de passages, il n'y a eu que quatorze ratés provenant de la brosse, du tassement du crocodile ou d'un défaut de pile aux éléments Leclanché.
Mais l'expérience a démontré que les réseaux de chemin de fer avaient une tendance à raréfier les défaillances surtout pendant la saison froide. Afin d'améliorer le contact brosse / crocodile en saison froide, les inventeurs Colas et Beauvais avaient testé sur le réseau Est un crocodile à pétrolage automatique. Ce système permettait un écoulement d'une fine couche de pétrole sur la partie supérieure du crocodile afin d'éviter les gelées.
En 1920, le ministre des travaux publics Yves Le Trocquer a demandé aux compagnies ferroviaires par circulaires d'équiper leurs voies et leurs machines de la répétition des signaux à partir du 1er août 1922 à la suite de nombreux accidents et incidents. La situation sur le réseau de l'état était de 2913 appareils de voie installés au 31 décembre 1922. L'application générale des circulaires n'a été effective qu'à partir de 1925.
D'autres défaillances techniques avaient lieu comme des ruptures de fils électriques, des problèmes de batterie, etc. Afin de remédier aux anomalies et d'améliorer la sécurité, le crocodile contrôlé a été testé par la société Parisienne-Métrum vers 1938 sur le réseau des chemins de fer Alsace-Lorraine. L'objectif du système était de créer un contrôle automatique du fonctionnement de la répétition des signaux afin d'avertir le conducteur d'une défaillance du système de répétition.
Deux technologies de brosses de contact, la brosse à languettes et la brosse à poils ont cohabité jusqu'en 1938, année de la création de la SNCF. La SNCF décida de conserver la technologie de la brosse à languettes. La brosse à poils est encore utilisée sur différents réseaux étrangers.
B] LA RÉPÉTITION DES SIGNAUX DE NOS JOURS
B1] GÉNÉRALITÉS
Le contact fixe nommé plus familièrement crocodile est un des éléments de la répétition des signaux (RS). Le crocodile est une pièce métallique de forme allongée, installée sur des cales isolées et généralement fixées au sol dans l'axe de la voie et parallèlement aux rails. Sa longueur et son emplacement sont différents selon leurs utilisations. Les lames ondulées dans le sens de la longueur évitent une usure irrégulière de la brosse, initialement le patin était plein et non ondulé. À l'extrémité de chaque crocodile et dans le sens de la marche des trains se trouvent un bouclier et une pièce en bois appelée blochet. Cette pièce en bois est taillée en plan incliné. Le bouclier et le blochet sont destinés à protéger l'extrémité du crocodile qui pourrait être arraché par une circulation ferroviaire. Les blochets sont progressivement remplacés par un dispositif simplifié composé d'une plaque de plastique. Cette plaque de plastique est fixée sur le bouclier du crocodile.
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| Crocodile avec plaque plastique |
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| Crocodile avec blochet |
Pourquoi appelle-t-on cet appareil un crocodile ?
Les agents ferroviaires ont nommé cet appareil de voie crocodile à cause d'une petite ressemblance avec le dos de cet animal lorsqu'il nage à la surface de l'eau.
La répétition des signaux constitue une boucle de rattrapage afin d’attirer l’attention des conducteurs lors du franchissement de certains signaux fermés. Lors du franchissement d'un signal fermé, un signal sonore et lumineux a lieu en cabine de conduite qui doit être acquitté par le conducteur. Toutes les lignes sont normalement équipées de la RS. Le système provoque l'arrêt d'urgence en cas d'absence d'acquittement des signaux fermés dans un délai de 5 secondes environ. Les sections de ligne non équipées de la RS sont mentionnées dans la documentation des conducteurs.
Le crocodile peut aussi servir de point d'information du Dispositif Automatique d'Arrêt des Trains (DAAT) afin de prévenir le risque de nez à nez sur les lignes à une seule voie non électrifiées parcourues par des trains transportant des voyageurs ou des marchandises dangereuses. Sur ces lignes, toute circulation partant d’un établissement doit franchir un point d'information DAAT avant de s'engager sur la voie parcourue dans les deux sens de circulation. Des crocodiles peuvent être implantés en dehors de tout signal. Le passage sur un tel crocodile par un engin moteur non équipé du DAAT déclenche l'information "signal fermé" de la RS si le point d'information DAAT correspondant est activé.
B2] FONCTIONNEMENT ET LES ÉQUIPEMENTS SOL/BORD
La répétition des indications d’un signal ainsi qu'un point d'information DAAT est assuré par un circuit électrique établi par le frottement du crocodile par une brosse métallique fixée sous l’engin moteur. Le crocodile est mis en charge positivement ou négativement selon que le signal à répéter est fermé ou ouvert, ce qui transmet une information en cabine de conduite.
La brosse de contact est fixée dans l’axe longitudinal et sous l'engin moteur. La largeur minimale de contact doit être de 30 millimètres avec le crocodile dans les plus mauvaises conditions.
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| Brosse de contact à languettes |
Des dispositions techniques sont prises pour que la répétition du signal ne soit assurée que pour un sens de circulation afin d'éviter entre autres des répétitions à revers sur les voies parcourues par des trains dans les 2 sens.
Le crocodile doit être installé le plus près possible du signal qu’il répète de telle sorte que son extrémité aval se situe à 19,50 mètres au moins en amont du joint bloqueur ou de la pédale de fermeture automatique.
La distance à observer entre deux crocodiles successifs doit être d’au moins 100 mètres afin de permettre au conducteur d'acquitter. Cette distance peut être réduite jusqu’à 50 mètres lorsque la vitesse maximale des trains est inférieure ou égale à 90 km/h. Lorsque la vitesse maximale à laquelle le premier crocodile peut être abordé est supérieure à 120 km/h, il faut augmenter cette distance pour laisser au conducteur une durée minimale de 5 secondes entre deux acquittements.
Les signaux munis de crocodiles ne doivent pas normalement être implantés dans des courbes de rayon inférieur à 250 mètres.
Sur les sections de ligne équipées de la RS, les signaux répétés sur les engins moteurs sont :
- Les avertissements, feux jaunes clignotants, disques, ralentissements 30, ralentissements 60.
Si un des signaux cités ci-dessus est porté par un panneau, l’indication "signal fermé" se déclenche également lorsque le panneau présente l’indication Carré, Carré Violet, Sémaphore, Sémaphore clignotant, Feu blanc qui donne accès à une voie principale ou Feu blanc clignotant.
- Les carrés et les sémaphores :
- De BAPR,
- Situés sur une Installation à Contre Sens (ICS) s'adressant aux trains circulant à contre sens,
- portés par les panneaux de sortie de certaines gares de voie unique.
- Le Tableaux Indicateur de Vitesse (TIV) à distance fixe ou mobile en forme de losange.
Le TIV à distance doit être équipé d'un crocodile lorsqu'il y a une différence de 40 km/h ou plus entre la vitesse maximale de la ligne réglementaire et le TIV. Tous les TIV à distance d’un taux inférieur à 140 km/h situés sur une section de ligne munie de la signalisation de pré-annonce doivent être équipés d'un crocodile.
- Des crocodiles implantés avant des heurtoirs de voies en impasse.
EXCEPTIONS
J'ai volontairement omis de signaler une partie des exceptions pour plus de clarté dans la lecture de l'article.
- Les rappels 30 ou 60 et les TIV de rappel ne sont pas répétés même en présence d'un crocodile.
- L’indication Vert clignotant n’est pas répétée par l’indication "signal fermé" puisque le KVB contrôle la vitesse.
B3] LES ÉQUIPEMENTS BORD
Les engins moteurs sont normalement équipés de la répétition optique. Ils comportent dans chaque cabine de conduite une lampe LS(SF), un bouton poussoir annulation LS(SF), un bouton poussoir d'acquittement BP(AC)SF et un signal sonore.
Les engins moteurs comportent au minimum un commutateur d'isolement plombé utilisable sur instruction de dépannage.
La mise en service de la répétition des signaux s’effectue lors du déverrouillage de la boite à leviers du poste de conduite qui alimente le tiroir BRS (Brosse de Répétition des Signaux). Cette mise en service provoque le clignotement de la lampe LS-SF.
L’appui sur le bouton-poussoir d'acquittement BP(AC)SF doit provoquer l’allumage au fixe de la lampe LS-SF lorsque celle-ci est éteinte où qu’elle clignote suite à la mise sous tension.
Le relâchement du bouton-poussoir d'acquittement BP(AC)SF provoque l’arrêt de la temporisation de 5 secondes environ pour la commande de la mise en action de la commande du freinage d’urgence et l’allumage au fixe de la lampe LS(SF).
Toute défaillance du système doit entraîner un freinage d’urgence. Le déclenchement du freinage d'urgence par la r
épétition des signaux par brosse et crocodiles est réversible en règle générale.
Après un freinage d’urgence par la répétition des signaux, la remise en service de l'engin moteur ne peut avoir lieu que si le conducteur acquitte l'information signal fermé par l’appui sur BP(AC)SF ou par son isolement après dépannage.
L'origine d'une prise en charge peut être consécutive à un non-réarmement du dispositif de répétition des signaux par le conducteur ou par un dérangement du système bord de l'engin moteur.
B4] FONCTIONNEMENT DE L'INFORMATION SIGNAL FERMÉ
Une tension positive appliquée sur le crocodile par rapport au rail génère dans la cabine de conduite une indication signal fermé lorsqu'un signal répété est franchi fermé et génère une information dans le système d'enregistrement intégré à la l'engin moteur. Le franchissement du crocodile se traduit par :
- Le clignotement de la lampe signaux fermés LS(SF) et d'un bip sonore en répétition optique.
- L'émission d'un signal sonore continue appuyée d’une lampe de mémorisation en répétition acoustique (ancien système).
Le conducteur doit acquitter par une action sur le bouton-poussoir d'acquittement BP(AC)SF, ce qui provoque :
- L'allumage fixe de la lampe signaux fermés LS(SF) en répétition optique.
- L'arrêt du signal sonore en répétition acoustique (ancien système).
Un freinage d'urgence est provoqué par l'automatisme lors d'un appui supérieur à 5 secondes environ sur le bouton-poussoir d'acquittement BP(AC)SF. L’appui sur le BP(AC)SF est enregistré donc le temps d’acquisition de l’appui sur BP(AC)SF pour le traitement de l’information doit être compatible avec le temps d’acquisition de l’enregistreur de l'engin moteur.
Le conducteur ne tient pas compte des indications données par le système de répétition des signaux au franchissement des signaux rencontrés à revers en double voie lors de mouvements à contre-voie et de mouvements à contre sens sur les VUT (Voie Unique Temporaire). Le conducteur doit tout de même acquitter en appuyant sur BP(AC)SF le dispositif de répétition des signaux pour éviter une prise en charge du système de répétition des signaux.
L’absence du bip sonore n'est pas considérée comme une anomalie en répétition optique.
B5] FONCTIONNEMENT DE L'INFORMATION SIGNAL OUVERT
Une tension négative appliquée sur le crocodile par rapport au rail génère lors de son franchissement une information dans le système d'enregistrement intégré à la l'engin moteur.
Le système de répétition des signaux en cabine de conduite n'a aucune incidence lorsque le signal est ouvert sauf dans les cas suivants :
- En répétition optique, il y a une extinction de la lampe de répétition des signaux fermés LS (SF) si elle était allumée.
- En répétition acoustique, il y a une indication sonore brève signal ouvert.
Le conducteur peut éteindre la lampe de répétition des signaux fermés en appuyant sur un bouton-poussoir.
C] LE DISPOSITIF D'ARRÊT AUTOMATIQUE DES TRAINS (DAAT) ET LE CROCODILE
C1] GÉNÉRALITÉS
Les gares des lignes non électrifiées à voie unique équipées ou pas de signaux ou bien à une voie banalisée ainsi que les gares donnant accès à ces lignes parcourues par des trains de voyageurs ou transportant des matières dangereuses sont équipées du dispositif d'arrêt des trains appelé communément DAAT.
Le DAAT contrôle le franchissement du signal de sortie ou l'engagement de l'aiguille de sortie des gares de voie unique à signalisation simplifiée (VUSS).
Un
point d'information est constitué d'un contact fixe (crocodile). En règle générale, ces points d'informations sont positionnés en amont du signal de sortie ou bien en dehors de tout signal. Quelques cas n’obéissent pas à cette règle générale.
Le point d'information est activé lorsque le cantonnement n'est pas satisfait. Dans ce cas, le crocodile est alimenté par un signal alternatif de fréquence 8500 Hz et émet l'indication signal fermé captée par la brosse sous l'engin moteur.
Le DAAT comprend sur les matériels équipés :
- Un équipement assurant la fonction de détection de la fréquence 8500 Hz.
- Un bouton-poussoir lumineux BP(FC)DAAT par pupitre de conduite.
- Un commutateur rotatif d’isolement, un coupe-circuit de protection et un relais de commande de freinage d’urgence.
C2] LE FONCTIONNEMENT SOL/BORD
Que se passe-t-il en cabine de conduite lorsque l'engin moteur équipé du DAAT franchit un point d'information activé ? :
- Le clignotement du bouton poussoir lumineux BP(FC)DAAT,
- la mise à l'atmosphère de la conduite générale,
- une indication signal fermé du dispositif de répétition des signaux,
- l'ouverture du disjoncteur ou l'ouverture du relais traction ou l'arrêt moteur,
- l'impossibilité de remettre l'engin en état de marche avant l'arrêt.
Que se passe-t-il en cabine de conduite lorsque l'engin moteur non équipé du DAAT ou avec le DAAT isolé franchit un point d'information activé ? :
- Une indication signal fermé du dispositif de répétition des signaux.
D] CONCLUSION
La répétition des signaux constitue une boucle de rattrapage afin d’attirer l’attention des conducteurs lors du franchissement de certains signaux fermés. C'est un système de sécurité supplémentaire qui n'empêche pas de circuler en cas d'isolement, mais peu parfois amener des restrictions de circulation selon le type de train.
Hormis quelques réglages et modifications des fixations, la brosse de contact à cinq languettes d'une longueur de 29 centimètres n'avait peu évolué depuis 1938. Sa forme définitive a été décidée en 1960.
Des études sont en cours à la SNCF pour diminuer l'effort de la brosse sur le crocodile en diminuant et assouplissant les languettes afin d'obtenir une usure moins rapide de la brosse de contact et du crocodile.
Actuellement le pas de maintenance des brosses de contact pour un train Transilien est de 36 jours. L'objectif est d'atteindre un pas de maintenance de 56 jours ce qui permettrait d'économiser 1,5 million d'euros par an pour Transilien.
