Conférence du 08-09-2015 : Le Frein Ferroviaire

Schéma pneumatique du système de freinage d'une locomotive actuelle

Vers 1550, en Europe, on extrait le minerai à l’aide de wagonnets. A cette époque les tous premiers freins (comme la traction) sont évidement l’homme et les chevaux.

premieretractionfreinage

En 1827, aux débuts du chemin de fer en France, les wagons étaient équipés d’un système de freinage muni de deux sabots montés tête-bêche manœuvrable par un levier. Sur les convois, les leviers étaient reliés entre eux par une corde, le conducteur installé pouvait actionner les freins de tous les wagons simultanément. Pour la première fois les freins étaient continus sur le convoi et sous la dépendance d’un seul homme.

wagonet frein continu

A ce système de freinage s’est additionné le « frein moteur » des locomotives à vapeur, premier frein dynamique ; puis en 1832 le frein mécanique à vis permit pour la première fois d’appliquer une force de freinage (potentiellement amplifiée) et de la maintenir sans effort de la part du conducteur.

frein auto maintenu

En 1837, les premiers services voyageurs se mettent en place. Mais seul une partie des véhicules sont équipés de dispositifs de freinage, un nouveau métier apparait alors : « garde-frein ». Le conducteur commandait le freinage en lançant un signal sonore au moyen du sifflet de la locomotive. Chaque garde frein répercutait le signal au garde frein suivant, et chacun d’eux actionnait les freins dont il avait la responsabilité. Certains « gardes-frein » avaient même parfois la charge de freiner plusieurs véhicules, et devaient donc se déplacer d’un véhicule à l’autre sur le toit de ceux-ci ; quelques soient les conditions météorologiques.

garde frein

Les accidents étaient fréquents, un freinage inapproprié de l’un des gardes-frein provoquait inévitablement des accidents par rupture du convoi.
Entre 1845 à 1877, une multitude de frein dit continu (sous entendu : automatiquement) ont fait leur apparition, ces systèmes avaient tous en commun d’être complexe, cher à la maintenance et de manquer de fiabilité.

En 1870, George Westinghouse marque la naissance d’une vraie révolution avec l’invention du frein pneumatique à air comprimé. Cette invention géniale est encore, plus d’un siècle et demi plus tard, la référence en matière de sécurité.

George Westinghouse

Devant l’importance de cette innovation, une circulaire ministérielle du 21 septembre 1880 somme les Compagnies de chemins de fer françaises d’adapter, dans un délai de 2 ans, avec des freins continus et si possible automatiques leurs trains express (vitesse supérieure à 60 km/h…). Cette circulaire préconisait très clairement l’utilisation du frein Westinghouse…

Ensuite le célèbre accident de la gare Montparnasse le 22 octobre 1895 viendra renforcer la volonté des autorités d’imposer ce système de freinage, sûr et fiable, à tous les trains. La cause de l’accident était bien l’insuffisante sécurité des freins du véhicule.

accident montparnasse

Le frein Westinghouse obtint très rapidement un monopole absolu.
Jusqu’à aujourd’hui, les progrès se sont essentiellement concentrés sur la dissipation de l’énergie cinétique des trains (car celle-ci est toujours plus importante avec l’augmentation de la vitesse), en revanche la commande de freinage en elle-même n’a fait que très peu de progrès.

Les principes de base du frein pneumatique n’ont pas changé, le frein Westinghouse équipe tous nos trains comme le TGV qui roule tous les jours à 300 km/h et détient le record de vitesse sur rail de 574,8 km/h.

principe westinghouse

Principe du frein ferroviaire type Westinghouse

Eut lieu ensuite la présentation du principe ingénieux, mais d’une simplicité déconcertante, du frein Westinghouse ; Puis s’ensuivit une succincte présentation des autres systèmes produits par l’équipementier ferroviaire Faiveley-Transport.

 

equipement faiveley transportLouis Sellier conference Rotary Amiens

Conférence présentée par Louis Sellier

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