La signalisation ferroviaire

Circuit de voie (track circuit)

Circuit de voie libre

Dans le cicrcuit ci-haut, la voie est libre, ce qui fait afficher un signal vert. Voyons en détail la fonction de chaque pièce.

Pile (batterie) de voie.

Cette batterie fournie un courant à la voie ferrée. Chaque rail agit comme un fil. Le voltage n'est pas très élevé (2 volts), ce qui rends le courant très sécuritaire. À l'autre bout du canton, le courant passe dans une résistance (pour éviter que le circuit ne devienne un court-circuit), puis dans un relais (dans son électro-aimant, plus précisément), avant de retourner à la batterie.

Pile (batterie) du signal.

Cette batterie alimente les ampoules du signal. L'ampoule à être allumée est déterminée par la position du relais, alimenté par le courant de la voie.

Joint d'isolation

Les joints d'isolation sont des morceaux de caoutchouc insérés entre les rails, afin de prévenir tout contact menant au passage du courant. Ce sont les limites physiques du canton.

Relais

Un relais, ce n'est rien de moins qu'un intérupteur activé électriquement. Lorsque le courant passe dans son électro-aimant, un courant magnétique s'y produit et attire le contact. Ce contact fait passer l'électricité dans l'ampoule verte.

Circuit de voie occupé

Lorsqu'un train occupe le canton, voici ce qui se passe:

Pile (batterie) de voie.

La batterie alimente toujours les deux rails en électricité, mais comme on le sait, l'électricité est paresseuse. Elle emprunte toujours le chemin le plus court. Comme les roues et les essieux du train offre un passage beaucoup moins résistif (et plus court), l'électricité préfère passer par ce chemin plutôt que de se rendre jusqu'au relais du signal, placé à l'autre bout du canton.

Pile (batterie) du signal.

La batterie du signal alimente toujours les ampoules, sauf que le routage de son énergie électrique se fait différemment, à cause de la nouvelle position de l'armature du relais.

Relais

Parce que son électro-aimant ne reçoit plus de courant électrique, le relais laisse tomber son armature (contact), qui est attiré par la gravité (on ajoute aussi des ressorts). L'armature va alors faire passer le courant dans le circuit de la lumière rouge. Notez que ce n'est pas un hasard si le relais est dans une position où l'armature "tombe" vers le bas pour faire allumer la lumière rouge. En cas de mauvais fonctionnement du relais, ce dernier alimentera toujours la lumière rouge, puisque c'est impossible que l'électro-aimant soit activé par erreur.

Bien sûr, il s'agit ici d'une explication du principe seulement, Une telle installation est trop simple pour être utilisée tel quel. Un vrai abri de signal compte des dizaines de relais, car en plus de détecter le train, il faut détecter la position des aiguillages, les verrous des signaux, des aiguillages, les signaux d'approche, l'état des abris adjacents, etc... Il faut être capable de faire afficher différentes combinaison de lumières pour les différentes vitesses requises. Cependant, cet exemple demeure très représentatif du principe de base sur lequel tous les signaux de chemin de fer sont conçus.

Circuit de voie moderne

Depuis quelques années, on utilise des circuits de voie beaucoup plus sophistiqués. Une technique très en vogue, est celle où on transmet une onde radio à très haute fréquence dans un rail. Lorsqu'un train se présente dans le canton, l'onde se propage dans les roues, puis les essieux, avant de revenir à l'abri par l'autre rail. Comme l'onde est émises sous forme de pulse (c'est-à-dire que l'onde est envoyé pendant un lapse de temps, puis il y a un temps mort avant que le cycle reprenne), on peut mesurer exactement l'emplacement du train dans le canton en mesurant le temps que prends l'onde pour faire le voyage aller-retour (la vitesse étant constante). Ces circuits de voie sont de plus en plus utilisés car ils permettent, entre autre, d'avoir des passages à niveau qui partent toujours 30 secondes avant le passage d'un train, peu importe sa vitesse, et de créer des cantons à grandeur variables (en ajustant la puissance de l'onde émise).

Les installations encore plus modernes et qui ne fonctionnent que par signaux de cabines (comme plusieurs métro du monde) vont jusqu'à rallonger ou raccourcir la longueur des cantons en fonction de la densité du trafic.