frotteur de troisième rail

Un frotteur est un capteur de courant monté sur un bogie de chemin de fer qui maintient un contact électrique avec un troisième rail pendant que le train se déplace. Le dispositif glisse le long de la surface du rail, transférant un courant haute tension vers le système électrique embarqué du train. La surface de contact, généralement fabriquée à partir d'un alliage de cuivre ou d'un composite de graphite, s'use continuellement et nécessite un remplacement régulier. La plupart des systèmes de métro et de trains de banlieue qui utilisent l'électrification par troisième rail dépendent entièrement du fonctionnement fiable des frotteurs.

Le nom vient de la ressemblance du patin de contact avec la semelle d'une chaussure appuyant contre le rail. Le patin lui-même est monté sur ressort pour maintenir une pression de contact constante, généralement entre 30 et 80 livres selon la conception du système et la tension. Lorsque le patin glisse sur les imperfections, les joints et les débris à la surface du rail, les vibrations et l'usure sont inévitables. Le mécanisme à ressort compense les variations mineures du rail pour éviter les arcs électriques et la perte de contact.

Problèmes typiques et entretien

Les modes de défaillance des frotteurs sont prévisibles: le patin de contact s'use à plat et perd de la pression, la contamination du rail (rouille, glace, feuilles, poussière de voie) bloque le flux de courant, ou le patin se désaligne et perd complètement le contact. Sur les lignes à fort trafic, les intervalles de remplacement des patins se mesurent généralement en semaines ou en mois plutôt qu'en années. Un arc excessif au point de contact crée des étincelles bleues visibles et des interférences radio; cela signale une défaillance imminente du patin. Certains systèmes subissent des défaillances répétées en hiver lorsque l'humidité et le sel corrodent à la fois le patin et le rail.

Le frotteur est logé dans un cadre de support qui permet un mouvement vertical et intègre le ressort de rappel. L'ensemble est boulonné au châssis du bogie. Lorsque le patin est usé au-delà d'une épaisseur définie (souvent 6 à 10 millimètres de hauteur restante), il doit être remplacé. Cela est effectué dans un dépôt ou un centre de maintenance; le bogie est abaissé ou le support du patin est déboulonné, le patin usé est retiré et un neuf est installé.

La performance des frotteurs affecte directement la disponibilité des trains. Un patin défectueux peut ne pas déclencher d'alarmes immédiatement, entraînant une perte de puissance progressive, des lumières tamisées ou une traction réduite pendant l'accélération. Sur les systèmes où plusieurs trains partagent le même troisième rail, un frotteur défectueux sur un seul train peut provoquer une chute de tension affectant le trafic adjacent. Les opérateurs de réseau programment le remplacement préventif des patins en fonction du kilométrage, du temps de service ou de l'inspection visuelle de l'usure pour éviter les pannes en cascade.