Qu’est-ce qu’un captage du courant ?
Un captage du courant est un dispositif utilisé pour alimenter en électricité des fils électriques pendant la marche d’un train ou d’un autre engin de transport.
Il est utilisé comme source d’alimentation pour les grues et les palans dans les usines. Les fils du chariot sont placés au plafond ou sur les côtés de la voie de l’engin de transport. Le courant est collecté en reliant les roues et les sabots du collecteur de courant au chariot.
Il existe différents types de collecteurs de courant, notamment les pantographes couramment utilisés sur les trains, les collecteurs sur poteau pour les grues et les palans, et les poteaux de trolley.
Utilisations du captage du courant
Les captages du courant sont principalement utilisés dans les équipements industriels et commerciaux automoteurs. Parmi les utilisations spécifiques, l’on peut citer :
- Ponts roulants et grues de levage dans les usines.
- Trains à bulles et voitures linéaires.
- Tramways et métros.
- Robots de transport autopropulsés dans les usines.
Ils sont principalement utilisés pour déplacer des machines et des équipements lourds sur une voie constante. Comme il faut tendre des fils électriques pour utiliser les captages du courant, ils ne peuvent être utilisés que sur des voies prédéterminées.
Principe du captage du courant
Un captage du courant est composé d’éléments tels qu’un collecteur d’électrons, un bras et un isolateur.
1. Partie du collecteur de courant
Le collecteur de courant est la partie qui entre en contact avec le fil nu. Elle entre en contact avec le point porteur de courant et conduit l’électricité. C’est pourquoi l’on utilise des alliages tels que le cuivre, l’étain et le carbone, qui conduisent facilement l’électricité. Le contact s’use et doit être remplacé périodiquement.
2. Section de l’arceau
L’armature est un composant qui soutient le collecteur d’électrons tout en le pressant contre le fil nu. Des ressorts sont utilisés pour presser le collecteur de courant contre le fil. Elle se caractérise par un certain jeu afin de supporter les chocs lors du fonctionnement.
3. Isolateur
Le collecteur et l’armature sont soumis à la tension du fil, et l’isolateur empêche cette tension d’être appliquée au mécanisme de roulement. L’application d’une tension sur le train de roulement est très dangereuse car elle peut entraîner des pannes de matériel et des accidents par électrocution. L’isolation au moyen d’isolateurs permet d’éviter de tels accidents.
Types de captages du courant
Il existe différents types de captage du courant, dont les pantographes, les captages du courant et les poteaux de trolley sont trois exemples typiques.
1. Pantographes
Les pantographes sont appliqués à divers types de véhicules ferroviaires et constituent le type de captages du courant le plus courant. Il en existe deux types principaux : le pantographe à roue et le pantographe à patin.
Le type à roue capte le courant lorsque la roue entre en contact avec les fils aériens et présente une résistance élevée à l’arc électrique. Le type à patin, quant à lui, a un patin en forme de plaque en contact et fournit une alimentation stable.
2. Collecteur de poteaux
La roue du collecteur de poteaux entre en contact avec le fil dénudé du chariot et en recueille l’énergie.
3. Poteau de trolley
Il s’agit d’un captage du courant souvent utilisé dans le passé sur les trolleybus et les chemins de fer. Il est fait d’un tuyau de fer ou d’un autre métal et se met sous tension lorsque la roue du trolley située à l’extrémité entre en contact avec une ligne aérienne. Bien que de construction simple, ils sont sujets à des ruptures de fils et sont aujourd’hui en déclin. Il est appliqué aux grues dans les usines.
Autres informations sur les captages du courant
1. Les raisons de l’utilisation des captages du courant
Les trains fonctionnent en utilisant l’énergie électrique pour faire tourner le moteur. Il existe de nombreux véhicules dans le monde. Il n’est pas surprenant que les trains soient les seuls à ne pas transporter leur propre énergie.
La raison en est la performance et la distance que les trains peuvent parcourir. Si l’on veut faire rouler un grand véhicule lourd pendant longtemps et sur une longue distance avec de l’électricité, les batteries n’ont pas une capacité énergétique suffisante. Un générateur serait excessif et l’énergie nécessaire à la production d’électricité devrait être fournie séparément. Par conséquent, si le véhicule doit rouler sur une longue distance, il doit être ravitaillé en cours de route.
En raison des contraintes susmentionnées, il a été décidé que le moyen le plus efficace d’obtenir de l’électricité était de la prélever sur une ligne aérienne électrifiée. Sur la base de cette idée, les collecteurs de courant ont été conçus comme des équipements permettant de capter l’électricité des lignes aériennes.
2. Évolution des captages du courant
Les capteurs de courant sont utilisés depuis la commercialisation des trains électriques ; le premier train commercial au Japon, inauguré en 1895, était également équipé d’un capteur de courant. À l’époque, le captage du courant était un poteau de chariot à un pôle. Il a été remplacé par un poteau de chariot à deux pôles lors de l’introduction du système de lignes aériennes bifilaires.
Toutefois, le poteau de trolley doit être actionné manuellement par le conducteur aux carrefours afin d’éviter les déraillements. Le poteau doit également être levé ou abaissé lors des changements de direction. Ils sont donc tombés en désuétude au fur et à mesure des progrès technologiques. Au fil du temps, les gels de vision et les pantographes ont été introduits, ce qui a permis de résoudre et d’améliorer divers problèmes en termes de câbles aériens et d’exploitation. À l’heure actuelle, les pantographes sont largement répandus et sont surtout utilisés au Japon.
Lorsque les pantographes ont été introduits pour la première fois, ils n’étaient fabriqués que dans des pays étrangers. Après un processus d’essais et d’erreurs de la part des fabricants nationaux, les pantographes nationaux se sont imposés. Aujourd’hui encore, des améliorations sont apportées et il existe une concurrence amicale pour améliorer encore les fonctions et les performances.