Ce que l’on conçoit bien s’énonce clairement. Et les mots pour le dire arrivent aisément. (Nicolas BOILEAU, 1674).
Pour l’alimentation des nos trains électriques miniatures, le système le plus rudimentaire est le transformateur qui transforme le courant alternatif du secteur (230 V, 50 Hz) en un courant de tension nettement plus basse (16 V, 50 Hz) qui est sans danger et adapté aux moteurs à courant alternatif des locomotives miniatures (système Märklin) tout comme aux accessoires. Un enroulement primaire d’un certain nombre de spires raccordé au secteur est mis en rapport par un circuit magnétique (un noyau ferromagnétique) avec un enroulement secondaire d’un nombre de spires nettement inférieur qui va fournir cette tension abaissée. Cet abaissement de tension est proportionnel au rapport entre le nombre de spires de l’enroulement primaire et le nombre de spires de l’enroulement secondaire. Si la tension fixe du secondaire (16 V) est utilisable telle quelle pour les accessoires, pour l’alimentation des locomotives par contre l’on fait varier la tension entre 0 et 16 V en faisant varier au moyen d’un curseur le nombre de spires sélectionnées sur l’enroulement secondaire… Un transformateur permettant la sélection du nombre de spires sur l’enroulement secondaire, se nomme souvent « transformateur régulateur » mais la dénomination « transformateur réglable » est cependant plus exacte car il n’y a pas de régulation au sens électronique du terme… Pour les locomotives alimentées en courant continu (système dit « deux rails »), la tension récupérée par le curseur sur l’enroulement secondaire est tout simplement redressée sans généralement être lissée… Les transformateurs utilisés pour nos trains électriques miniatures comportent souvent d’une part une sortie à tension alternative fixe pour les accessoires (éclairage des maquettes, signalisation lumineuse et commande des aiguillages et relais) et d’autre part une sortie à tension variable (alternative ou continue) pour la voie. Il est important de noter que si la tension du secteur varie légèrement, la tension aux bornes de l’enroulement secondaire variera dans la même proportion : ce qui est gênant ni pour la plupart des accessoires, ni pour le courant alimentant directement les voies. L’inconvénient majeur d’un transformateur est surtout la diminution de la tension réelle de sortie en fonction de la charge (l’intensité du courant utilisé) : c’est particulièrement gênant lorsque le nombre de locomotives alimentées par le même transformateur varie… Les transformateurs avec pont redresseur, fournissant donc du courant continu, étaient également largement utilisés pour l’alimentation en très basse tension de divers appareils tels les petites radios, les répondeurs téléphoniques, les parlophones et les calculatrices portables. Ces petits appareils offraient souvent le choix entre un fonctionnement sur piles et un fonctionnement sur secteur par l’intermédiaire d’un transformateur extérieur en option…
Depuis la fin des années nonante, les transformateurs sont remplacés par des alimentations à découpage. Ces alimentations se présentent sous forme de boîtiers se connectant d’une part au secteur et fournissant d’autre part une tension continue fixe. L’abaissement de tension entre l’entrée (la tension du secteur) et la sortie se fait par des composants électroniques et pour une puissance comparable une alimentation à découpage est nettement moins lourde et moins volumineuse qu’un transformateur. Ces alimentations à découpage sont actuellement largement utilisées pour les ordinateurs portables, les scanners, les imprimantes, les modems, les décodeurs, les chargeurs de petits appareils… Et elles ont également fait leur apparition dans le domaine des trains électriques miniatures alimentés en courant continu. Comme la tension de sortie continue est fixe, à moins de servir à alimenter une commande numérique pour le système dit « digital », un régulateur ou un régleur doit être adjoint pour l’alimentation analogique variable de la voie en courant continu… A la différence des transformateurs, dans le cas d’une alimentation à découpage, la tension continue de sortie est indépendante des variations de la tension d’alimentation du secteur. Cette stabilité de tension est nécessaire pour certaines applications électroniques.
Les transformateurs classiques restent toutefois proposés par les différentes marques de trains électriques miniatures pour l’alimentation en courant alternatif des accessoires, tels les éclairages, les signaux lumineux, les relais et les aiguillages. Pour l’alimentation analogique des trains miniatures en courant continu, les transformateurs réglables disparaissent souvent au profit d’une alimentation à découpage couplée à un régleur. L’alimentation électrique des centrales numériques ou des commandes numériques portables se fait exclusivement par des alimentations à découpage. Pour l’alimentation analogique des trains miniatures en courant alternatif, le transformateur réglable reste la solution la plus utilisée.
Bien des alimentations à découpage survivent aux appareils domestiques ou bureautiques qu’elles alimentaient… Il est tentant de les réutiliser dans le cadre du modélisme ferroviaire. Les alimentations à découpage de 18 ou 20 V sont théoriquement utilisables pour l’alimentation des commandes numériques, celles de 12 à 15 V pourraient éventuellement être utilisées, avec un régleur, pour la commande analogique des trains miniatures alimentés en courant continu… Toutefois, il est à déconseiller d’utiliser ces alimentations à découpage pour l’alimentation des ampoules à filament du décor : le courant continu en réduit la longévité.
La distinction entre un petit transformateur et une alimentation à découpage doit être faite, d’autant plus qu’ils sont tous deux souvent désignés par le terme « adaptateur » et même parfois par le terme « alimentation ». Un petit transformateur ne fournit ni une tension stable puisqu’elle varie avec les variations de la tension du secteur et surtout en fonction de la charge, ni éventuellement une tension continue lissée ou suffisamment lissée… C’est ainsi qu’un transformateur avec pont redresseur ne saurait fournir ni la tension de commande fixe d’un hacheur de tension, une très légère variation de cette tension de commande modifiant la tension moyenne de sortie du hacheur, ni surtout la tension d’entrée du hacheur qui varierait en fonction de la charge et ferait alors fortement fluctuer la tension moyenne de sortie du hacheur. Outre le poids, la signalétique doit permettre de faire la différence : si la tension d’entrée n’est pas une tension fixe mais par exemple un intervalle noté 100-240 V, c’est une alimentation à découpage… De même les termes « primaire » et « secondaire » ne se retrouvent que sur les transformateurs tandis que les termes « input » et « output » ne sont utilisés que sur les alimentations à découpage…
Le train de Georges 