Electrification (SNCF)

La ligne D est une ligne propre, sans production de gaz à effet de serre, au moins pour ce qui concerne la traction. L'alimentation est en effet entièrement électrique.

Pour quelques généralités sur l'alimentation électrique d'un train, merci de vous reporter au bas de cet article dans le pavé de couleur.

Si la ligne est électrifiée de bout en bout, le courant utilisé n'est pas le même tout le long de la ligne:

de Creil à Gare du Nord, le courant utilisé est alternatif monophasé, sous une tension de 25000 volts, comme sur toutes les lignes du nord et de l'est de la France
de Gare du Lyon à Malesherbes et Melun, le courant utilisé est continu, sous une tension de 1500 volts, comme sur la majorité des lignes du sud-est de la France (à l'exception des lignes à grande vitesse et de quelques lignes comme Marseille - Nice)
enfin entre Gare du Nord et Gare de Lyon, on utilise également du courant continu sous une tension de 1500 volts, mais à caractéristiques RATP donc pas tout à fait compatibles avec le courant SNCF.

Ces alimentations électriques différentes ont des répercussions sur:

la ligne elle-même, avec des particularités au niveau des changements de courant.
- la Gare du Nord souterraine a des voies qui peuvent être alimentées au choix en courant alternatif 25000 volts ou en courant continu 1500 volts.
  Sauf problème sur la rame ou sur les installations électriques fixes, le changement se fait automatiquement lors de la mise à quai du train. Le conducteur n'a aucune action particulière à faire, les pantographes étant abaissés automatiquement pendant le changement.
- le tunnel entre Châtelet-les-Halles et Gare de Lyon inclut la section de changement entre RATP et SNCF.
  Le changement d'alimentation se fait pendant le parcours en tunnel par traversée d'une section neutre, avec coupure de l'alimentation avant et reprise après: plus précisément cela se traduit par l'ouverture des disjoncteurs de la rame et l'abaissement des pantographes.Une signalisation spéciale indique au conducteur où la manoeuvre doit être accomplie.
- puisque la partie nord de la ligne entre Gare du Nord et Creil est alimenté en courant alternatif monophasé, 3 sous-stations alimentent ce tronçon de la ligne et il est donc nécessaire de recourir à 2 sectionnements
  - le 1er se situe au niveau de Pierrefitte-Stains
  - le 2nd se situe entre Surviliers-Fosses et Les Noues

et puisque le courant livré pour l'alimentation de la ligne est triphasé, on utilise chacune des phases pour alimenter chacune des 3 sous-stations, ce qui concourt à l'équilibre du réseau électrique général EDF.

le matériel, puisque seuls les matériels acceptant les 2 types de courant (alternatif 25000 volts et continu 1500 volts) peuvent parcourir la ligne de bout en bout.
- les Z20500 sont bicourant et peuvent donc parcourir toutes les branches de la ligne
- les Z5300 (petits gris) et les Z5600 (automotrices 2 niveaux les plus anciennes) ne peuvent circuler qu'au sud de gare de Lyon (banlieue sud-est). Ces matériels sont donc réservés aux missions sans interconnexion (missions limitées à Gare de Lyon, navettes Juvisy - Corbeil - Melun).

L’électrification a commencé il y a plus de 50 ans (voies Grandes Lignes) et s’est terminée au début des années 1990 par le tronçon de ligne entre La Ferté Alais et Malesherbes.

Mais comment peut-on alimenter le train en électricité ?

avec des batteries ? Malheureusement non. Même si des batteries sont intégrées dans les trains de façon à garder un minimum de fonctions (dont une partie de l'éclairage en cas de coupure de l'alimentation), il n'est pas possible à l'heure actuelle d'envisager la traction d'un train alimenté par batteries. Il serait probablement nécessaire pour une rame de 10 voitures d'avoir au moins une rame remplie de batteries...
avec une prise électrique, comme la cafetière du petit déjeuner ? En quelque sorte, à part que la prise se trouve tout au long de la ligne ! On connaît principalement 2 techniques:
- un rail qui se rajoute aux 2 rails sur lesquels le train roule, le 3eme rail. C'est la technique utilisée par le métro parisien. Un frotteur permet d'établir le contact entre la rame et le rail en question. C'est également le système utilisé pour les circuits automobiles miniatures. Et cette rechnique a été très utilisée sur certaines régions de la banlieue parisienne, notamment Saint-Lazare (ligne d'Auteuil jusqu'aux années 1980, ligne Puteaux-Issy Plaine jusqu'en 1992). Dans ce cas-là, mieux vaut ne pas traverser la voie: non seulement on peut se faire percuter par un train, mais sinon on risque l'électrocution (la tension est du 750 V)
- un câble tendu au-dessus du train. Ce câble est appelé une caténaire et le contact est alors établi entre la caténaire et le train par un dispositif appelé pantographe en forme de losange, ou plus souvent maintenant de demi-losange.

Mais un câble ou un rail, cela ne suffit pas à faire circuler le courant. Il faut quelque chose permettant le retour du courant: ce sont en fait les rails sur lesquels roulent les trains qui assurent le retour du courant.
Il faut ensuite alimenter le 3e rail ou la caténaire en électricité: on a recours à des points d'accès appelés des sous-stations. Ce sont des bâtiments cubiques d'une petite dizaine de mètres de côté situés à intervalles réguliers le long des voies. Ces bâtiments reçoivent une arrivée par câbles électriques moyenne tension et renvoient le courant adapté sur la ligne. Chaque sous-station a ainsi la tâche d'alimenter une portion déterminée de la ligne.

Sous-station de Pompadour (photos juillet 2008)
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Mais quel courant utilise-t-on pour faire rouler les trains ? A nouveau, 2 possibilités:
le courant continu, comme celui qui sort d'une pile ou d'une batterie avec un "+" et un "-". Seule petite différence, la tension n'est pas de 1,5 V mais de 1500 V (750 V dans le métro ou sur les tramways)
le courant alternatif, comme celui qui sort d'une prise électrique chez soi. Là aussi, une petite différence, la tension n'est pas 220 V mais 25000 V
Le courant alternatif est très schématiquement un courant dont la tension varie en permanence entre -25000 à +25000 V 50 fois par seconde.
Autant en courant continu, le passage de la zone d'une sous-station à une autre ne pose pas de problème, autant en courant alternatif, on n'a aucune garantie que les 2 sous-stations fournissent la même tension au même moment en tenant compte des 50 oscillations par seconde. On supprime donc tout risque en évitant que le train change subitement de sous-station voire soit alimenté par 2 sous-stations simultanément. Pour cela on coupe le courant quelques secondes le temps de passer la zone limite. La coupure de courant se fait comme chez soi par ouverture des disjoncteurs de la rame. Cette opération est appelée sectionnement. Le conducteur est averti des limites de la zone de sectionnement par une signalisation spécifique.

La ligne D de A à Z

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