Conception du réseau

Mon réseau sera décrit en passant en revue les huit points à envisager lors de la conception d’un réseau, points décrits dans la page « Débuter en modélisme ferroviaire » sous « Généralités ».

Le thème
L’époque
La région
L’échelle de réduction

L’infrastructure
Le tracé des voies
Le type d’exploitation du réseau
Le type de commande

Le thème

Mon second réseau, démonté à la fin des années septante, avait pour thème les chemins de fer suisses qui m’avaient séduit comme enfant lors d’un voyage, tant par l’aspect général de l’infrastructure que par le matériel roulant… Toutefois, la jonction avec une ligne secondaire à voie métrique d’une compagnie distincte n’avait malheureusement pu être représentée sur ce réseau : les premières reproductions de matériel suisse à voie métrique n’ayant été proposées par Bemo qu’à partir de 1978… A la même époque, ayant assisté à la disparition progressive des lignes vicinales électriques en Belgique, mon intérêt avait évolué vers l’histoire de la Société Nationale des Chemins de fer Vicinaux et plus particulièrement le transport de marchandises sur des lignes non électrifiées dont ne subsistaient plus que des traces… Lors de la décision de remonter un réseau au début des années nonante, la mise à disposition par la firme Jocadis du kit (HOm) de l’autorail vicinal à deux essieux a offert la possibilité de représenter la jonction d’une ligne vicinale à voie métrique avec le grand chemin de fer… Le choix de ce thème orientait évidemment le choix d’une époque (les années cinquante), d’une région (une région rurale) et d’une échelle de réduction (HO/HOm). Ces choix convenaient bien en raison de leur compatibilité avec l’absence de caténaires…

Le thème du réseau se traduit donc par une gare sur une ligne de vallée desservant une ville établie sur les hauteurs dont les faubourgs aérés descendent jusqu’à la gare. De cette agglomération surélevée, on n’aperçoit que les premières maisons et sa gare vicinale. La ligne à voie métrique quittant la gare du grand chemin de fer et sortant de la vallée dessert au passage cette agglomération et y achemine les voyageurs par quelques autorails quotidiens. Par ailleurs, cette ligne vicinale comporte un embranchement qui passe par un pont rail-route au-dessus des voies du grand chemin de fer pour rejoindre la cour à marchandises et permettre ainsi le transbordement des marchandises…

Plan de la partie visible et du décor du réseau de trains électriques miniatures.
Plan du réseau avec éléments du décor

L’époque

L’époque sera, en raison du thème expliqué ci-dessus, celle des années cinquante. Cette époque connut les belles locomotives à vapeur et les puissantes diesels mais encore aussi les lignes de chemins de fer secondaires… Le choix de cette période (l’époque III) permet en outre d’éviter une caténaire difficilement réaliste ou très fragile, peu compatible avec les rayons de courbure pratiqués et de plutôt encombrante ou gênante sur un réseau qui est toujours sinon « en construction », du moins « en amélioration »…

Trains miniatures et maquettes : décor avec ambiance des années cinquante.
L’ambiance des années cinquante…

La région

Le paysage se devait d’être vallonné pour permettre l’implantation des deux entrées de tunnel situées de part et d’autre de la gare visible et nécessitées par le tracé des voies retenu. Ce paysage vallonné permet ainsi de réaliser une transition entre le niveau de la gare visible et le niveau plus élevé recouvrant les tunnels et les rampes qui y font suite, rampes nécessaires pour descendre au niveau inférieur où sont situées les gares masquées.

Le choix de vouloir représenter une ligne de la SNCV (Société Nationale des Chemins de fer Vicinaux), d’une part non électrifiée et d’autre part située dans une région vallonnée, a imposé les Ardennes belges comme région. Plutôt que des betteraves, du sable ou du charbon, ce seront les produits de l’exploitation forestière qui seront transportés…

Modélisme ferroviaire HOm : train de marchandises vicinal transportant du bois.
Train vicinal transportant des rondins pour leur transfert sur des wagons à voie normale

L’échelle de réduction

L’échelle de réduction est le HO (1/87e). Ce choix lors du montage du troisième réseau au début des années nonante est lié à plusieurs raisons :

  • La récupération du matériel, à cette échelle, d’un réseau précédant démonté à la fin des années septante.
  • Du matériel roulant de la SNCV n’était proposé qu’à l’échelle HOm.
  • Du matériel roulant de la SNCB commençait à être proposé en HO tout en étant quasi inexistant en N (1/160e).
  • Les interventions sur le matériel roulant à l’échelle N paraissaient difficiles et la fabrication d’éléments du décor plus ardues.

L’infrastructure

Type d’infrastructure

L’infrastructure choisie est dérivée de celle qui est la plus rudimentaire : un réseau sur un panneau… La base du réseau est formée par deux panneaux juxtaposés de 2 m de long en contreplaqué de 18 mm d’épaisseur formant le niveau inférieur avec les gares masquées et qui supporte le niveau visible. Le niveau visible est formé en grande partie par deux panneaux de 10 mm supportant la gare visible et ses abords et complété à l’arrière, et à un niveau plus élevé, par deux panneaux de 5 mm supportant une partie surélevée… Les deux panneaux de base de 2 m de long reposent, chacun par l’intermédiaire de trois traverses, sur deux longerons en bois de 4 mètres de long et de forte section (44 x 90 mm), reposant eux-mêmes sur deux lourds tréteaux.

Dimensions de l’infrastructure

Le réseau possède une longueur de 4 m qui reste compatible avec la plupart des pièces d’une habitation et la base est de ce fait formée par deux panneaux de 2 m de long qui lors d’un démontage en vue d’un déplacement peuvent passer verticalement par une porte.

Réseau de trains électriques miniatures : panneaux de base de l'infrastructure.
Panneaux de base et forme du réseau

Hauteur de l’infrastructure

La hauteur de la face supérieure des panneaux supportant la partie visible du réseau est située à 102,6 cm du sol. Cette hauteur, obtenue sans volonté précise, est la somme des hauteurs des tréteaux, des longerons, des traverses, des panneaux de base, de l’espace libre pour les gares masquées (9 cm) et des panneaux supportant la partie visible… Cette hauteur situe les yeux de l’opérateur, assis devant le pupitre de commande, à une quinzaine de centimètres au dessus des voies. Cela permet de voir les trains sous un angle réaliste mais sans distinguer la position des aiguillages, position qui est reprise sur le tableau de commande optique du pupitre de commande. Cette hauteur permet, mais déjà avec une certaine limitation, de se pencher sur la partie visible du réseau. Une hauteur supérieure de 120 à 130 cm, plus adaptée à la vision debout, nécessiterait un escabeau pour une intervention et une chaise surélevée : ces hauteurs sont plus adaptées aux réseaux étagères…

Le tracé des voies

La première exigence était d’éviter l’ovale et de faire revenir un convoi du côté où il était parti… La seconde exigence était la circulation simultanée de plusieurs trains, ce qui nécessite la possibilité d’un itinéraire sans manœuvres de remise en tête de la locomotive dans une gare terminale (changement de front). Cela implique donc la nécessité d’un retournement des convois à au moins deux extrémités sans exclure la possibilité de manœuvres diverses. Ces deux exigences se sont traduites par une gare moyenne visible raccordée à chaque extrémité à une gare masquée permettant le retournement des trains… Ce qui amène au tracé en « os de chien » pour le réseau à voie normale…

Schéma du réseau de trains électriques miniatures avec voies en double raquette.
Schéma du réseau principal à voie normale avec en rouge la partie visible

Le tracé retenu permet la circulation simultanée de 4 trains sur un réseau de taille relativement modeste lorsque le mode d’exploitation comme aiguilleur est choisi.

Le type d’exploitation du réseau

Le choix a été fait d’une exploitation comme aiguilleur pour le réseau principal de manière à permettre la circulation simultanée de plusieurs trains. Une exploitation comme conducteur a par contre été prévue pour la ligne à voie métrique qui ne permet que des allers-retours avec changement de front…

L’exploitation du réseau principal consiste à faire circuler les convois d’une gare masquée à l’autre en passant par la gare visible où, soit le convoi s’arrête sur une voie de réception (2 par sens), soit continue en passant par la voie directe (1 par sens) pour autant que la section en aval soit libre. Les gares masquées possèdent également une voie directe et des voies de réception. Pour une circulation, il y a donc lieu de choisir une voie d’arrivée libre (généralement une voie de réception), de positionner les aiguillages pour tracer l’itinéraire et de mettre le signal de départ au vert. Les automatismes remettront le signal de la voie de départ au rouge, puis après l’arrivée du convoi à destination sur une voie de réception, remettront le signal de sortie de la gare de départ au vert et repositionneront l’aiguillage de la gare d’arrivée vers la voie directe. Les gares en coulisse bénéficient de systèmes d’enclenchements très complets : un aiguillage ne peut donner accès à une voie déjà occupée et ne peut être manœuvré lorsqu’un convoi est engagé dans la section menant à cet aiguillage, un seul signal de départ peut être mis au vert et seulement si le signal de sortie de la gare est au vert… Le tableau de commande optique indique l’occupation des voies en coulisse, la position des aiguillages et la situation des signaux de voie et de sortie de gare tout en comportant tous les interrupteurs de commande nécessaires. Un système d’accélération et de freinage progressifs équipe les voies de la gare visible, ce qui est indispensable pour une exploitation « presse-boutons » (exploitation en tant qu’aiguilleur), l’alimentation électrique des voies n’étant pas variable sauf à passer en mode manuel, comme conducteur donc… Les voies de garage complémentaires en impasse des gares en coulisse, quoique étant munies de certains automatismes de sécurité, ne sont exploitables qu’en mode manuel sous le régime de la manœuvre et en absence d‘autres mouvements : soit en manipulant le bouton de réglage de tension et l’inverseur de polarité d’un transformateur classique pour modélisme ferroviaire, soit uniquement l’inverseur de polarité du tableau de commande en laissant la tension fixe du mode automatique. Les voies de service de la gare visible ne sont exploitables que manuellement, les voies de garage et de débord étant en outre exploitables indépendamment des autres voies.
L’exploitation comme aiguilleur est le mode d’exploitation principal qui permet 4 circulations simultanées. Toutefois une exploitation comme conducteur est possible au moyen d’un transformateur-régulateur pour toute manœuvre complexe au moyen d’un seul engin de traction sur le réseau.

De plus, une exploitation entièrement automatique du réseau principal est possible en activant le départ automatique sur les voies directes de chaque gare lorsque la section en aval se libère : cela revient à créer un itinéraire circulaire de 4 cantons (blocks) permettant donc la circulation de 3 convois au plus. Cette exploitation automatique est utile lors de présentations du réseau ne permettant pas de se consacrer à son rôle d’aiguilleur ou lors du rodage de matériel roulant.

En outre, cette exploitation automatique de base permet comme variante le retrait de circulation d’un train et son remplacement éventuel par un autre, ce qui correspond par exemple à l’arrêt sur une voie de réception d’un train voyageurs éventuellement couplé au départ d’un autre ou au dépassement d’un train de marchandises lent par un train plus rapide…

Par contre, pour la ligne vicinale à voie métrique, il s’agit d’une exploitation comme conducteur en utilisant un potentiomètre commandant le second hacheur de courant et un inverseur. Il s’agit ici d’une commande à modulation par largeur d’impulsion (MLI).

Le TCO (tableau de commande optique) du réseau de trains électriques miniatures.
Tableau de commande optique (TCO) avec à gauche la commande de la ligne à voie métrique

Le type de commande et d’alimentation

En ce début des années nonante, la commande analogique a été retenue pour diverses raisons :

  • Quelques locomotives plus anciennes récupérées du réseau précédant ou acquises en vue de la construction de ce troisième réseau n’étaient pas prévues pour la digitalisation, dont des locomotives à vapeur difficilement adaptables.
  • La volonté de faire circuler plusieurs trains sur un réseau implique une exploitation comme aiguilleur, la commande digitale perdant un de ses intérêts qui est d’agir en tant que conducteur puisque, seul, l’on ne sait conduire qu’un train à la fois et que cela peut se faire facilement avec un simple transformateur-régulateur.
  • Le nombre élevé de modules électroniques et la complexité de la commande digitale lorsque l’on veut que la signalisation protégeant les sections influence les trains, que l’on désire introduire des décélérations et accélérations automatiques et que les aiguillages soient positionnés par la centrale de commande. En outre, on en arrive bien vite à la nécessité d’une liaison avec un ordinateur exécutant un logiciel de commande, avec la crainte de problèmes informatiques…
  • L’avantage de la commande analogique de pouvoir maîtriser relativement simplement la circulation des trains avec des composants rudimentaires : des interrupteurs de différents types (poussoirs, inverseurs, interrupteurs à lame souple), des relais bistables, quelques composants électroniques (surtout des diodes, quelques résistances et transistors) à monter sur des circuits imprimés…
  • La commande digitale, au début des années nonante, peu standardisée entre les fabricants et techniquement peu transparente, faisait craindre de s’égarer dans des problèmes peu maîtrisables…
Circuit imprimé utilisé pour la commande analogique du réseau de trains miniatures.
Petit circuit pour les décélérations et accélérations progressives

Le type d’alimentation, le système « deux rails » avec ses deux rails de roulement isolés correspondant chacun à un pôle du courant continu, est hérité de réseaux antérieurs démontés et remonte à un premier coffret de départ Fleischmann reçu dans l’enfance. Ce choix n’a donc pas été fait mais il est heureux car il a permis d’une part une évolution progressive vers une alimentation en tension hachée facilitée par l’utilisation du courant continu et d’autre part le panachage facile de locomotives de fabricants différents…

En conclusion, les points abordés pour la conception du réseau, à l’exception partielle du type de commande, sont relativement liés les uns aux autres…

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