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Chemin de fer à crémaillère

chemin de fer à traction par le contact d'une roue dentée sur un rail spécifique
Motrice à crémaillère.
Voie ferrée à crémaillère.
Différents systèmes de crémaillères. De gauche à droite : Riggenbach, Strub, Abt (à trois lamelles), Locher.
Voie ferrée des Rigi-Bahnen en Suisse.

Un chemin de fer à crémaillère est un type de remontée mécanique où des trains circulent sur une ligne de voie ferrée qui dispose en son centre d'un rail supplémentaire denté[1]. Les locomotives utilisées sont équipées d'une ou plusieurs roues motrices dentées qui viennent s'engrener sur ce rail, permettant aux convois de conserver l'adhérence en pente et ainsi de gravir des déclivités importantes.

TechniqueModifier

Comme un chemin de fer classique, un chemin de fer à crémaillère se compose de deux rails parallèles en acier, complétés par un troisième rail denté, placé entre les rails lisses, et destiné à assurer une meilleure adhérence. Sur ce rail denté viennent s'enclencher une ou plusieurs roues motrices, permettant au convoi de gravir des pentes jusqu'à 48 %. L'adhérence limitée des roues en acier sur les rails réduit fortement les pentes admissibles sur les lignes de chemin de fer classique, en général en dessous de 4 %. La limite technique se situe à 16 % sur rail sec (14 % sur rail mouillé). Parmi les lignes ferroviaires en service à pente élevée sans crémaillère, on peut citer celle de la ligne Saint-Gervais-Vallorcine en France avec des rampes de 9 % et celle du tramway de Lisbonne qui comporte des rampes de 13,5 %. Le système à crémaillère permet de franchir des pentes plus fortes.

Certaines lignes, généralement courtes, comportent une crémaillère sur toute leur longueur. D'autres, souvent plus longues, ne comportent une crémaillère que sur les sections en forte pente. Exploités à l'origine avec des locomotives à vapeur, les chemins de fer à crémaillère ont généralement été électrifiés. Certains manèges de foire utilisent ce système à crémaillère pour faire monter un train composé de wagonnets.

La Suisse est le pays qui a le plus contribué à l'évolution de la technique du chemin de fer à crémaillère, elle est également le pays qui a le plus développé ce genre d'équipement, avec 40 lignes, dont 28 encore en exploitation.

Les différentes sortes de crémaillèresModifier

Le système MarshModifier

Il doit son nom à l'ingénieur américain Sylvester Marsh. Il a été conçu pour le chemin de fer du Mont Washington (en), au New Hampshire (États-Unis), en 1869. Une roue dentée verticale s'enclenche sur une sorte d'échelle horizontale composée de barreaux à section ronde.

Le système RiggenbachModifier

Il doit son nom à l'ingénieur suisse Niklaus Riggenbach (1817-1899). Il a été conçu pour le chemin de fer du Rigi, en Suisse, en 1871. Une roue dentée verticale s'enclenche sur une sorte d'échelle horizontale composée de barreaux à section carrée.

Le système StrubModifier

Il doit son nom à l'ingénieur suisse Emil Strub (de). C'est le système le plus simple : une roue dentée verticale s'enclenche sur un rail denté de profil proche des rails vignole. Une sorte de pince, qui entoure le champignon de la crémaillère, est installée sur les véhicules.

Le système LocherModifier

 
Crémaillère de type Locher sur le Pilatusbahn (Suisse).

Il doit son nom à l'homme d'affaires suisse Locher-Freuler (1840-1910). Deux roues dentées horizontales s'enclenchent de part et d'autre d'un rail à double denture posé à plat. Ce système a été très peu utilisé mais était directement inspiré du système à rail central. C'est le système qui permet de gravir les pentes les plus élevées (48 % pour le train du Pilatus).

Le système AbtModifier

 
Système de crémaillère Abt.

Il doit son nom à l'ingénieur suisse Carl Roman Abt (1850-1933). Il se compose de deux ou trois lames parallèles de profil rectangulaire chacune entaillées de dents verticales selon le même pas. Les lames sont posées de manière décalées les unes par rapport aux autres. Ainsi, quatre ou six roues dentées verticales s'engrènent chacune sur une lame. Ce système assure une meilleure continuité dans l'effort de traction. Il est utilisé par exemple pour le Brienz Rothorn Bahn.

Le système Von-RollModifier

 
Transition entre les crémaillères Riggenbach et Von Roll.

Le système Von Roll a été créé par la compagnie du même nom après l'abandon du laminage des profilés spécifiques utilisés pour fabriquer les crémaillères Strub. La crémaillère est constituée d'une lame unique, de section rectangulaire entaillée de dents verticales. Son profil est semblable à une lame de crémaillère Abt, quoique notablement plus large. Ce type de crémaillère est compatible avec les systèmes Riggenbach et Strub. Ainsi, la ligne des Appenzeller Bahnen de Saint-Gall-Gais-Appenzell (SGA) possède à la fois des sections de crémaillère Strub, Riggenbach et Von-Roll.

La plupart des nouveaux chemins de fer à crémaillère, construits depuis le milieu du XXe siècle, sont équipés du système Von Roll.

Réseaux de chemins de fer à crémaillèreModifier

BibliographieModifier

  • Albert-Léon Lévy-Lambert, Chemins de fer funiculaires : Transports aériens, Paris, Librairie polytechnique Baudry et Cie., coll. « Encyclopédie des travaux publics », , 334 p. (lire en ligne)

Voir aussiModifier

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Articles connexesModifier

RéférencesModifier

  1. « Les différents appareils - Le chemin de fer à crémaillère », sur site du Service technique des remontées mécaniques et des transports guidés, (consulté le 10 août 2010)