Les commandes

Analogique ou numérique ?
Principes et différences.

Ces deux systèmes sont utilisés en modélisme ferroviaire, avec aujourd'hui une prépondérance du numérique.

En effet ce mode permet une grande souplesse d'utilisation dans la circulation des trains, évite la réalisation de pupitres de commande du genre de celui ci-contre et apporte la possibilité d'un réalisme accru avec, notamment, une sonorisation extrêmement réaliste des locomotives en fonction de leur type et de la vitesse de circulation.

Chaque locomotive est équipée d'un décodeur et est pilotée individuellement par radiocommande.

L'alimentation électrique des voies est simplifiée puisque l'on agit sur la locomotive directement pour régler sa vitesse.

Comme je l'ai déjà précisé, ce réseau fonctionne en commande analogique. C'est la méthode ancienne, moins évoluée certes, mais à laquelle je trouve un certain charme. Ici, pas de décodeur, les locomotives sont tributaires du courant qui circule dans les rails et qu'il faudra donc faire varier. Certains se rappellent sans doute les vieux transformateurs gris à rhéostat de nos trains d'enfants… Si le principe est bien le même, les techniques ont évolué et il est possible d'atteindre là aussi un certain réalisme. Il n'y a pas ici de sonorisation, mais il est loin le temps où l'on voyait le train partir comme une fusée pour s'arrêter tout aussi brutalement…

Il faudra bien sûr en passer par la réalisation d'un pupitre de commande qui, outre le réglage de la vitesse de circulation va permettre l'ensemble des commandes, dont les signaux et les aiguillages.

Le courant traction.

C'est lui qui va permettre aux trains de circuler. Même si à l'origine se trouve bien sûr un transformateur, fini le rhéostat évoqué au dessus ! Le courant alternatif du transfo est redressé puis géré par un circuit électronique dit à "modulation de largeur d'impulsion". Pour faire simple, au lieu d'avoir une tension qui varie de 0 volt (arrêt) à 12 volts (pleine vitesse), on applique une tension permanente de 12 volts que l'on découpe en créneaux selon une fréquence invariable et l'on agit sur la durée de chacun des créneaux. Plus ils sont courts, moins le train roule vite, plus leur largeur augmente plus il accélère. Ce système permet d'obtenir de très bons ralentis, des démarrages et des décélérations très progressifs.

Le cantonnement : notion de Block Automatique Lumineux (BAL)

Abordons ici une notion qui est souvent peu ou mal connue.

Prenez deux trains, mettez-les sur la même voie et faites-les circuler dans le même sens l'un derrière l'autre. Si le premier ralentit ou s'arrête, ou si le second accélère, ils vont fatalement se rattraper !Je vous laisse imaginer le résultat, surtout si l'on parle de trains réels.

Car oui, le problème est identique quelle que soit l'échelle ! Et un train, même à 80 km/h a besoin d'au moins 300 mètres pour s'arrêter d'urgence… Trois fois plus qu'une voiture ! Bien sûr, de nombreux paramètres entrent en compte.

Pour remédier à cela, la voie est découpée en portions de longueur adaptée à la vitesse maximale des trains. Chaque portion est délimité à son début par un signal donnant une information sur la présence ou non d'un train plus loin. Un courant faible circule dans les rails de chaque portion isolément de celles qui l'encadre. Ces portions de voies sont appelées cantons.

Prenons l'exemple ci-dessus et supposons que chaque canton a une longueur de 2 Km.Lorsqu'un train A est dans le canton 4, les essieux métalliques relient électriquement les deux rails entre eux : cette information est traitée et permet l'allumage d'un feu rouge sur le panneau d'entrée du canton, derrière le train. Mais ce n'est pas tout ! Pour permettre à un train B qui arriverait derrière d'avoir le temps de ralentir puis s'arrêter, le panneau précédent affichera un feu orange.

Ce second train pourra donc arriver à pleine vitesse dans le canton 2 et aura tout le canton 3 pour freiner et s'arrêter devant le feu rouge. Le problème est réglé ! Les trains assurent eux-mêmes leur protection par un système électrique détectant leur présence et nommé Block Automatique Lumineux.

Ce dispositif peut être reproduit en modélisme. Les voies sont découpées électriquement en cantons limités par des éclisses isolantes. Un courant de détection est superposé au courant traction dans les rails. Les essieux des véhicules, dont les roues sont isolées électriquement l'une de l'autre, doivent être graphités ou équipés d'une résistance CMS (environ 50 000 ohms). Pour les locomotives, le courant circule via le moteur. Chaque canton est relié à une carte électronique comportant un transistor. Lorsque celui-ci est alimenté par la présence d'au moins un essieu dans le canton, il pilote un relais, lequel permet de couper, par exemple, l'alimentation pour un train suivant ou l'allumage d'un feu rouge…

Aiguillages et itinéraires

Les aiguillages Peco à cœur métallique sont commandés par des moteurs lents placés sous la table de roulement. Ce système est beaucoup plus esthétique et réaliste que les moteurs disgracieux placés le long de la voie. J'ai utilisé des moteurs de la marque "Tortoise". Ce choix a été dicté par le fait qu'ils intègrent deux contacts inverseurs. L'un permet l'alimentation du cœur d'aiguille en fonction de sa position et l'autre est dédié à la signalisation de position sur le tableau de contrôle. Je fournis quelques détails sur leur câblage dans la section voie.

Leur mise en place est relativement aisée, bien que nécessitant un réglage précis afin d'obtenir un collage des lames parfait dans les deux positions. De plus, leur fonctionnement lent et tout en souplesse recrée bien le déplacement des lames d'une aiguille réelle.

Si certains aiguillages placés isolément sont commandés individuellement, dans la zone de gare ils sont au nombre de 9 et permettent l'accès à 12 itinéraires distincts. Parmi ceux-ci, certains sont compatibles entre eux et peuvent donc être tracés simultanément, tandis que d'autres non. De plus, pour la réalisation de chacun d'entre eux, plusieurs aiguillages doivent être positionnés dans une position définie.

Ce constat m'a poussé à réaliser une commande via des matrices à diodes qui permettent d'avoir un bouton de commande par itinéraire permettant le positionnement correct de toutes les aiguilles concernées.

Sur l'image, on peut voir les fils jaunes en provenance des boutons de commande qui envoient l'information électrique aux diodes. Chaque diode pilote une position d'un aiguillage. Les fils gris acheminent le courant vers les moteurs Tortoise.

Un moteur d'aiguille avec la tige de commande visible à gauche

Le pupitre et le Tableau de Contrôle Optique

L'ensemble de ces commandes a nécessité la réalisation d'un pupitre auquel j'ai donné une apparence proche de ceux des postes de régulation de type PRS de la SNCF.

On peut voir clairement au centre et sur la gauche les trois blocs (noirs) de pilotage des 12 itinéraires. Les boutons vert sur fond rouge assurent la commande des signaux . En bas à gauche, trois potentiomètres permettent de réguler les courants traction dans chacune de zones correspondantes : voie 1, voie 2 et gare + voie unique. D'autres dispositifs viennent compléter l'ensemble.

Commander une action c'est bien, s'assurer qu'elle se réalise c'est mieux ! Surtout dans les zones cachées ! Le pupitre est donc complété par un Tableau de Contrôle Optique placé immédiatement au dessus.

Il reprend le tracé schématisé des voies avec, au centre, la gare principale. Les cantons apparaissent de diverses couleurs et sur chacun, des LEDs indique son état d'occupation : jaune libre, rouge occupé par un train. Un voyant du même type indique la position de chacune des aiguilles. Enfin, chaque signal comporte une LED rouge indiquant, lorsqu'elle est allumée, sa fermeture.

Le Train de JJ

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