La signalisation ferroviaire

Searchlight

* Le signal searchlight fut inventé par la compagnie Hall, mais US&S a acheté tous ses brevets en 1925.

Le signal de Hall (US&S) permettait de fondre en un seul signal le principe du sémaphore où une seule unité fournit les trois couleurs, et le principe du color-light, qui ne contient pas de bras, mais uniquement des ampoules de petits wattages mais produisant un lumière très vive.

Sur ce dessin d'un searchlight typique, notez que seule l'unité du haut est opérationelle, celle du bas étant un marqueur.

Le principe est simple: Une ampoule, généralement de 10-12 volts, produit un faisceau lumineux. Derrière l'ampoule, un mirroir concave plat concentre la lumière vers l'avant. Le faisceau passe dans un filtre qui le colore (roundel), puis dans une lentille qui réduit l'étroitesse du faisceau, ce qui permet au signal d'être vu à une très grande distance. Les filtres sont montés sur une demi cercle de métal, inspiré directement de la tête d'un sémaphore. C'est la seule partie mobile du signal. Cette pièce bouge grâce à l'attraction de sa base pas deux électro-aimants. La polarité des électro-aimants décidera de la direction que prendra la pièce, ce qui placera un filtre d'une couleur différente de celui qui était là avant, devant le faisceau lumineux. Les filtres ont un pouce de diamètre, et 1/16 de pouce d'épaisseur. Le mouvement de balancement se fait à un angle de 13,5 degrés par rapport à la verticale.

Ce dessin représente une unité de modèle H-2. Le modèle H-2 est fabriqué depuis plus de 75 ans, et est toujours dans le catalogue de son manufacturier. US&S.

L'ampoule utilisée dans les débuts du searchlight avait deux filaments. Un premier filament avait une forte puissance. Mais cette forte puissance se faisait au détriment de sa durée de vie. Un second filament, beaucoup moins puissante, mais beaucoup plus durable, était entouré au premier (donc les deux filaments était au foyer du mirroir concave). Lorsque le signal était anormalement faible, c'était signe que l'ampoule devait être changée. Le signal avertissait, en quelque sorte, les équipes de train de sa défaillance prochaine. L'ampoule pouvait alors être remplacée avant que le signal ne tombe hors-service.

De nos jours, on utilise des ampoules au quartz (halogène) de 10 volts, comme celle sur cette image. Cette ampoule a une puissance de 18 watts. Si 18 watts vous semble peu en comparaison des ampoules de 100 watts de votre maison, tenez compte du fait que les ampoules de votre maison ont un verre givré pour diffuser la lumière. À l'opposée, les ampoules des signaux ferroviaires ont un verre clair, ainsi qu'un jeu de lentille pour concentrer le faisceau lumineux. Un bas voltage permet d'économiser les batteries, et prolonge la vie de l'ampoule.

Les ampoules doivent être manipuler avec soin. Si on touche le verre, une couche de graisse (toujours présente sur nos doigts à l'état naturel) va se déposer sur le verre de l'ampoule. Cette graisse chauffera, et fera fondre le verre, qui cassera. Puis le filament brûlera presque instantanément. Ces ampoules sont très dispendieuses; En plus d'être très performantes, elles sont toutes testées, une par une, ce qui fait grimper les coûts de production.

Le 11 février 1921, le magazine Railway Gazette publie un article sur l'utilisation de lentilles Fresnel pour augmenter la puissance du faisceau sur les longues distances, alors que l'utilisation d'une lentille Spredlite permets d'obtenir un faisceau moins étroit, donc moins puissant, mais visible sur une plus grande largueur. Ce dernier type de lentille sert dans des endroits commes les voies en courbes, où l'angle de visibilité du signal change constamment.

La ligne du Water Level Route du chemin de fer New York Central, à l'est de Buffalo, fut la première ligne équipée à grande échelle de signaux searchlight. Par la suite, quelques signaux searchlight furent vendus à la Grande Bretagne, mais le succès fut limitée. Par contre, en Amérique, il est devenu un immense succès. Des dizaines de milliers de copie ont été vendus, si bien qu'en 1970, la majorité des lignes de chemin de fer gouvernées par signaux l'étaient par des searchlights. En fait, c'est l'arrivée du searchlight qui a mis fin à l'ère des sémaphores à quadrant supérieur.

Au début des années 1980, des percés majeurs dans le monde l'optique ont permis au signaux de type color-light de reprendre du gallon. Comme ceux-ci n'ont pas de pièces mécaniques, ils nécessitent moins de maintenance. Depuis ce temps, le nombre de searchlight a constamment diminué, malgré qu'il demeure un signal très commun le long de nos voies ferrées.