Le tramway est l’un des moyens de transport en commun urbain ou interurbain conçu avec des roues en acier. Il circule sur des chemins ferrés réalisés à partir de rails plats en utilisant le courant électrique. Il est soit installé en site propre, soit encastré par le biais de rails à gorge dans la voirie routière.
Le tram à énergie électrique
Il est mis en mouvement par un courant électrique. Or, ce dernier ne peut circuler que dans un circuit fermé. Alors, il faudrait que le tram fasse partie d’un circuit électrique permanent. Il s’agit souvent d’un système installé sur le toit ou sous le train. La chaîne de traction transforme l’énergie électrique captée par le pantographe depuis la caténaire en énergie mécanique. Ce faisant, il permet ainsi aux roues de tourner et au tram de rouler vite et de freiner selon son trajet.
En effet, le tramway reçoit l’électricité par des fils appelés lignes de contact, via le bras articulé dit pantographe. Ensuite l’électricité arrive au niveau des deux moteurs. Ceci entraîne la rotation du système de transmission formé d’engrenages qui à son tour met en rotation les roues motrices. Cette succession de rotation de ces différentes parties propulse le tramway. Enfin, le guidage de ce moyen de transport se fait à l’aide de rails et de roues.
Les derniers tramways modernes fonctionnent sans caténaire, car l’alimentation se fait par le sol. Le tram est alimenté par le système de « biberonnage ». Ainsi, les super-condensateurs renouvellent leurs recharges à chaque arrêt, sans attente supplémentaire, grâce à un patin qui se raccorde au réseau électrique. Le tram acquiert donc de l’autonomie nécessaire pour fonctionner jusqu’à la prochaine station.
Circuit électrique du tram pendant un déplacement
La sous-station, la ligne aérienne de contact, le pantographe, l’ensemble des éléments électriques, et puis les rails constituent un grand circuit électrique. Voici les rôles que joue chaque élément de ce vaste ensemble.
L’énergie utile au fonctionnement du tram est fournie par la sous-station dans la ligne aérienne de contact (LAC). Elle est ensuite transportée par la LAC jusqu’à la rame qui en a besoin par le pantographe. Il alimente les moteurs électriques et tous les autres dispositifs électriques de la rame.
Enfin, le même courant ressort de la rame, sans énergie électrique, car il a transféré celle-ci au tram. Il sort par les roues et passe à travers les rails pour revenir à la sous-station électrique.
Comment le tram freine-t-il ?
Il y a plusieurs systèmes de freinage. Quand cela est possible, le tram utilise un freinage dynamique. Ceci lui permet de produire du courant électrique, lorsque le tram s’arrête. Il est causé par les machines asynchrones qui travaillent comme des moteurs pour la propulsion ou bien des générateurs pour le freinage. Une partie de l’énergie cinétique de la rame redevient de l’énergie électrique. Cette dernière est réinjectée dans la ligne aérienne de contact et utilisée par d’autres rames. Ce freinage s’appelle aussi freinage régénératif ou freinage électrique par récupération d’énergie.
Lors des périodes de freinage, il s’opère la conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique grâce au phénomène de l’induction électromagnétique. L’énergie électrique ainsi produite est retournée dans la caténaire quand cela est possible. Dans le cas contraire, elle est dissipée par effet Joule, dans des résistances. On parle de freinage rhéostatique.
Les rames sont équipées également de deux autres systèmes de freinage. Il s’agit du freinage à disques pour le freinage normal et du freinage électromagnétique pour le freinage d’urgence. En effet, dans ce dernier cas de freinage, à cause de la faible adhérence des roues sur le rail, les freins à disque ne conviennent pas. Puisqu’ils risqueraient de bloquer complètement les roues et d’entraîner leur glissement sur les rails.
Retenez aussi que le tram possède un système de freinage consistant à sabler dans certains cas. Ce système envoie du sable sur le circuit à l’aide de sablières, pour éviter le patinage des roues.
Comment le tram accomplit-il des virages ?
Dans un virage, les longueurs parcourues sur les deux rails sont différentes. Les roues de droite et de gauche tournent à des vitesses variées si on veut empêcher que les roues patinent. À cause de l’inertie, dans un virage, le tram est orienté légèrement vers l’extérieur du virage.
Par exemple, si le tram effectue un virage vers la droite, il est légèrement déporté vers la gauche. La roue de droite réalise donc automatiquement un trajet plus long que la roue de gauche pour la même vitesse de rotation.
