Écartement de voie

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Dans le transport ferroviaire , l' écartement des voies ou l' écartement des voies est l'espacement des rails sur une voie ferrée et est mesuré entre les faces intérieures des rails porteurs.

Tous les véhicules sur un réseau ferroviaire doivent avoir des trains roulants compatibles avec l'écartement de la voie, et dans les premiers jours des chemins de fer, le choix de l'écartement d'un chemin de fer proposé était une question clé. En tant que paramètre dominant déterminant l'interopérabilité, il est encore fréquemment utilisé comme descripteur d'une route ou d'un réseau.

À certains endroits, il existe une distinction entre l'écartement nominal et l'écartement réel, en raison de la divergence des composants de la voie par rapport à l'écartement nominal. Les ingénieurs ferroviaires utilisent un appareil, comme un pied à coulisse , pour mesurer l'écartement réel, et cet appareil est également appelé écartement de voie.

Les termes écartement de structure et écartement de chargement , tous deux largement utilisés, ont peu de rapport avec l'écartement des voies. Les deux font référence à des profils de section transversale en deux dimensions, entourant la piste et les véhicules qui y circulent. Le gabarit d'ouvrage précise le contour dans lequel les ouvrages neufs ou modifiés (ponts, équipements en bordure de voie, etc.) ne doivent pas empiéter. Le gabarit de chargement est l'enveloppe correspondante à l'intérieur de laquelle les véhicules ferroviaires et leurs chargements doivent être contenus. Si une charge exceptionnelle ou un nouveau type de véhicule est évalué pour circuler, il est tenu de se conformer au gabarit de chargement de l'itinéraire. La conformité garantit que le trafic n'entrera pas en collision avec les structures en bordure de ligne.

Sélection de la jauge

Les premiers gabarits de voie

La première forme de chemin de fer était une chaussée en bois, le long de laquelle des wagons isolés étaient manœuvrés, presque toujours dans ou à partir d'une mine ou d'une carrière. Initialement, les wagons étaient guidés par la force musculaire humaine ; ensuite par diverses méthodes mécaniques. Les rails en bois s'usent rapidement : plus tard, des plaques plates en fonte sont prévues pour limiter l'usure. Dans certaines localités, les plaques étaient en forme de L, la partie verticale du L guidant les roues ; c'est ce qu'on appelle généralement une « plate-forme ». Les roues à flasque sont finalement devenues universelles, et l'espacement entre les rails devait être compatible avec celui des roues de wagon. [1]

Au fur et à mesure que le guidage des wagons était amélioré, de courtes chaînes de wagons pouvaient être reliées et tirées par des attelages de chevaux, et la piste pouvait être prolongée depuis le voisinage immédiat de la mine ou de la carrière, généralement jusqu'à une voie navigable. Les wagons étaient construits selon un modèle cohérent et la piste serait conçue pour répondre aux besoins des chevaux et des wagons : la jauge était plus critique. Le Penydarren Tramroad de 1802 dans le sud du Pays de Galles, une plate-forme, les a espacés de 4 pi 4 po ( 1 321 mm ) sur l'extérieur des relevés. [2]

Rails en fonte à ventre de poisson du chemin de fer de Cromford and High Peak

Le tramway de Penydarren a probablement effectué le premier voyage en locomotive, en 1804, et ce fut un succès pour la locomotive, mais un échec pour la voie : les plaques n'étaient pas assez solides pour supporter son poids. Une étape progressive considérable a été faite lorsque les rails de bord en fonte ont été utilisés pour la première fois; ceux-ci avaient le grand axe de la section de rail configuré verticalement, donnant une section beaucoup plus solide pour résister aux forces de flexion, et cela a été encore amélioré lorsque des rails en forme de ventre de poisson ont été introduits. [3]

Les rails de bord nécessitaient une correspondance étroite entre l'espacement des rails et la configuration des essieux montés, et l'importance de l'écartement a été renforcée. Les chemins de fer étaient toujours considérés comme des préoccupations locales : il n'y avait aucune appréciation d'une future connexion à d'autres lignes, et la sélection de l'écartement de la voie était toujours une décision pragmatique basée sur les exigences et les préjugés locaux, et probablement déterminée par les conceptions locales existantes des véhicules (routiers) .

Ainsi, le chemin de fer Monkland and Kirkintilloch (1826) dans l'ouest de l'Écosse utilisait 4 ft 6 in ( 1 372 mm ); [4] le Dundee and Newtyle Railway (1831) dans le nord-est de l'Écosse a adopté 4 pi  6+Une / deux  dans(1384 mm); [5] leRedruth and Chasewater Railway(1825) à Cornwall a choisi4 pi(1 219 mm). [6]

Le chemin de fer Arbroath and Forfar a ouvert ses portes en 1838 avec un écartement de 5 pi 6 po ( 1 676 mm ), [7] et le chemin de fer d'Ulster de 1839 utilisait 6 pi 2 po ( 1 880 mm ). [7]

La jauge standard apparaît

Une première locomotive Stephenson

Les locomotives ont été développées dans les premières décennies du 19e siècle; ils ont pris diverses formes, mais George Stephenson a développé une locomotive réussie sur le Killingworth Wagonway, où il a travaillé. Ses conceptions ont eu un tel succès qu'elles sont devenues la norme, et lorsque le Stockton and Darlington Railway a été ouvert en 1825, il a utilisé ses locomotives, avec le même écartement que la ligne Killingworth, 4 pi 8 po ( 1 422 mm ). [8] [9]

La ligne Stockton et Darlington a connu un immense succès, et lorsque le chemin de fer de Liverpool et Manchester , la première ligne interurbaine, a été construit (il a ouvert en 1830), il a utilisé le même écartement. C'était aussi un énorme succès, et la jauge (maintenant abaissée à 4 pi  8+12  inou1 435 mm [8] ), est devenu le choix automatique : « jauge standard ».

Différences de jauge

Le Liverpool et le Manchester ont été rapidement suivis par d'autres grands chemins de fer, le Grand Junction Railway et le London and Birmingham Railway formant une énorme masse critique d' écartement standard . Lorsque les promoteurs de Bristol ont planifié une ligne depuis Londres, ils ont employé l'ingénieur innovant Isambard Kingdom Brunel . Il a décidé sur une jauge plus large, pour donner une plus grande stabilité, et la Great Western Railway a adopté une jauge de 7 pieds ( 2134 mm ), puis assoupli à 7 pi  1 / 4  en ( 2140 mm ). Cela est devenu connu sous le nom de voie large . LesGreat Western Railway (GWR) a connu du succès et a été considérablement élargi, directement et par l'intermédiaire de sociétés associées amicales, élargissant ainsi le champ d'application du large écartement.

Dans le même temps, d'autres régions de Grande-Bretagne construisaient des chemins de fer à écartement standard, et la technologie britannique était exportée vers les pays européens et certaines parties de l'Amérique du Nord, utilisant également l'écartement standard. La Grande-Bretagne s'est polarisée en deux zones : celles qui utilisaient la voie large et celles qui utilisaient la voie standard. Dans ce contexte, la jauge standard était appelée « jauge étroite » pour indiquer le contraste. Certaines entreprises plus petites ont choisi d'autres écartements non standard: le Eastern Counties Railway a adopté 5 pi ( 1 524 mm ). La plupart d'entre eux ont été rapidement convertis à l'écartement standard, mais l'écartement large de la GWR a continué de croître.

Les grandes compagnies ferroviaires souhaitaient s'étendre géographiquement et de vastes zones étaient considérées comme étant sous leur contrôle. Lorsqu'une nouvelle ligne indépendante a été proposée pour ouvrir une zone non connectée, l'écartement était crucial pour déterminer l'allégeance que la ligne adopterait : si elle était à écartement large, elle devait être favorable au chemin de fer Great Western ; s'il s'agit d'un écartement étroit (standard), il doit favoriser les autres entreprises. La bataille pour persuader ou contraindre ce choix est devenue très intense et a été appelée "la guerre des jauges" .

Au fur et à mesure que le transport de passagers et de marchandises entre les deux zones devenait de plus en plus important, la difficulté de passer d'un écartement à l'autre - la rupture d'écartement - est devenue plus importante et plus répréhensible. En 1845 , une Commission royale sur Jauges chemin de fer a été créé pour se pencher sur le problème croissant, ce qui a conduit à la réglementation de la jauge des chemins de fer Act 1846 , [10] qui interdit la construction de lignes à voie large sans lien avec le réseau à voie large. Le réseau à voie large a finalement été converti - un processus progressif achevé en 1892, appelé conversion de voie . La même loi a mandaté la jauge de 5 pi 3 po ( 1 600 mm ) pour une utilisation en Irlande.

Sélection de la jauge dans d'autres pays

Jauge triple , à partir de la gauche : 1 435 mm ( 4 pi  8+1 / deux  en),1000 mm(3 ft  3+3 / 8  dans) et600 mm(1 ft  11+58  in), exposé auChina Railway MuseumàPékin

Comme des chemins de fer étaient construits dans d'autres pays, le choix de l'écartement était pragmatique : la voie devait s'adapter au matériel roulant. Si les locomotives étaient importées d'ailleurs, surtout au début, la voie serait construite pour les adapter. Dans certains cas, une jauge standard a été adoptée, mais de nombreux pays ou entreprises ont choisi une jauge différente comme jauge nationale, soit par politique gouvernementale, soit par choix individuel. [11]

Coupleurs

Pour que le trafic ferroviaire reste compatible au sein d'un réseau, non seulement l'écartement des voies doit être le même, mais aussi les attelages , au moins pour les véhicules tractés par locomotive. Pour cette raison, la plupart des chemins de fer à voie standard en Europe utilisent les tampons standard et le coupleur à chaîne avec une certaine utilisation du coupleur Buckeye au Royaume-Uni, pour les véhicules tractés par locomotive, et certains utilisent des coupleurs Scharfenberg sur les unités multiples de banlieue ainsi que des variantes du Les attelages SA3 sur certains matériels roulants , tandis que les chemins de fer à voie étroite utilisent une variante d'attelage, car ils sont souvent isolés les uns des autres, de sorte que la normalisation n'est pas nécessaire. De même, les chemins de fer à écartement standard au Canada, aux États-Unis et au Mexique utilisent lel'attelage Janney ou l' attelage étanche compatible pour l'équipement tracté par locomotive.

Terminologie

Des termes tels que voie large et voie étroite n'ont pas de sens fixe, bien que la voie standard soit généralement connue dans le monde entier comme étant de 1 435 mm ( 4 pi  8+1 × 2  dans).

Dans la pratique britannique, l'espace entre les rails d'une voie est familièrement appelé "quatre pieds", et l'espace entre deux voies les "six pieds", descriptions relatives aux dimensions respectives.

Jauge standard

Dans l'usage moderne, le terme "écartement standard" fait référence à 1 435 mm ( 4 pi  8+1 × 2  dans). L'écartement standard est dominant dans la majorité des pays.

Jauge large

Dans l'usage moderne, le terme « écartement large » se réfère généralement à une voie espacée beaucoup plus large que 1 435 mm ( 4 pi  8+1 × 2  dans).

L'écartement large est l'écartement dominant dans les pays du sous-continent indien, l'ex-Union soviétique (États de la CEI, États baltes, Géorgie et Ukraine), la Mongolie et la Finlande, l'Espagne, le Portugal, l'Argentine, le Chili et l'Irlande.

Jauge moyenne

Le terme « écartement moyen » a eu différentes significations au cours de l'histoire, selon l'écartement dominant local utilisé.

En 1840, le 1600 mm ( 5 ft 3 in ) de calibre irlandais a été considérée comme une jauge de support par rapport à Brunel 7 ft  1 / 4  dans ( 2140 mm ) de voie large et 1435 mm ( 4 pieds  8+12  in) voie étroite, de nos joursvoie normale. [12]

Jauge étroite

Dans l'usage moderne, le terme « voie étroite » fait généralement référence à une voie espacée de manière significativement plus étroite que 1 435 mm ( 4 pi  8+1 × 2  dans).

La jauge étroite est la jauge dominante ou deuxième dominante dans les pays d'Afrique australe, centrale, d'Afrique de l'Est, d'Asie du Sud-Est, du Japon, de Taïwan, des Philippines, d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud,

Au cours de la période connue sous le nom « la bataille des jauges », la jauge standard de Stephenson était communément appelé « voie étroite », tout est le chemin de fer de Brunel 7 pi  1 / 4  en ( 2140 mm de calibre) a été appelé « voie large ». De nombreux chemins de fer à voie étroite ont été construits dans des régions montagneuses telles que le Pays de Galles , les montagnes Rocheuses d'Amérique du Nord, d'Europe centrale et d'Amérique du Sud. Les chemins de fer industriels et les chemins de fer miniers à travers le monde sont souvent à voie étroite. Les plantations de canne à sucre et de bananes sont principalement desservies par des voies étroites.

Jauge minimale

Des voies très étroites de moins de 2 pieds (610 mm) ont été utilisées pour certains chemins de fer industriels dans des environnements à espace restreint comme les mines ou les fermes. La société française Decauville a développé 500 mm ( 19+Trois / quatre  dans) et400 mm( 15+34  in) pistes, principalement pour les mines; Heywood adéveloppé unécartement de15pouces(381 mm) pour leschemins de fer immobiliers. Les jauges minimales les plus courantes étaient de15po(381 mm), [13] 400 mm( 15+3 / quatre  en),16 dans(406 mm),18(457 mm),500 mm( 19+3 / quatre  dans) ou20(508 mm).

Rupture de jauge

Une caricature illustrant les horreurs du transfert de marchandises à la rupture de jauge à Gloucester en 1843

L'exploitation directe entre réseaux ferroviaires à écartement différent était à l'origine impossible ; les marchandises devaient être transbordées et les passagers devaient changer de train. C'était évidemment un obstacle majeur au transport pratique, et en Grande-Bretagne, a conduit à une intervention politique.

Sur les lignes à voie étroite, des Rollbocks ou des wagons transporteurs sont utilisés : des wagons à voie standard sont transportés sur des lignes à voie étroite sur ces véhicules spéciaux, généralement avec des rails de voie plus large pour permettre à ces véhicules de rouler et de descendre aux points de transfert.

Sur le chemin de fer transmongol , la Russie et la Mongolie utilisent 1 520 mm ( 4 pi  11+2732  in) tandis que la Chine utilise l'écartement standard de 1 435 mm. A la frontière, chaque wagon est levé et sesbogies sont changés. L'opération peut prendre plusieurs heures pour un train entier de plusieurs voitures.

D'autres exemples incluent les passages à destination ou en provenance de l'ex-Union soviétique : la frontière Ukraine/Slovaquie sur le train Bratislava-L'viv et la frontière Roumanie/Moldavie sur le train Chișinău-Bucarest. [14]

Un système développé par Talgo et Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF) d'Espagne utilise des essieux à écartement variable ; à la frontière entre la France et l'Espagne, des trains de voyageurs sont tirés lentement grâce à des appareils qui modifient l'écartement des roues, qui glissent latéralement sur les essieux. Ceci est décrit en détail dans Changement de voie automatique pour les trains en Espagne . [15]

Un système similaire est utilisé entre la Chine et l'Asie centrale, et entre la Pologne et l'Ukraine, utilisant les systèmes d'essieux variables SUW 2000 et INTERGAUGE . [16] La Chine et la Pologne utilisent un écartement standard, tandis que l'Asie centrale et l'Ukraine utilisent 1 520 mm ( 4 pi  11+27 / 32  dans).

Jauge double

Coupe transversale d'une voie à triple écartement à Gladstone et Peterborough , Australie du Sud , avant la normalisation des écartements en 1970 (cliquez pour agrandir)
Voie à voie mixte à Sassari, Sardaigne : 1 435 mm ( 4 ft  8+1 / 2  dans) voie normale et 950 mm (3 ft  1+38  po)

Lorsque des compagnies ferroviaires individuelles ont choisi des écartements différents et ont dû partager un itinéraire où l'espace au sol est limité, une voie à écartement mixte (ou à écartement double), dans laquelle trois (parfois quatre) rails sont supportés dans la même structure de voie, peut être nécessaire. Le besoin le plus fréquent d'une telle voie était aux abords des terminaux de la ville ou aux stations de bris de voie .

Les voies à écartement multiple entraînent des coûts de construction considérables (y compris des travaux de signalisation) et des complexités d'entretien des voies, et peuvent nécessiter certaines restrictions de vitesse. Ils ne sont donc construits qu'en cas d'absolue nécessité. Si la différence entre les deux jauges est suffisamment grande - par exemple entre 1 435 mm ( 4 ft  8+12  in) écartement standard et 3 ft 6 in (1 067 mm) – un double écartement à trois rails est possible, mais sinon – par exemple entre3 ft 6 in(1 067 mm) et1 000 mm(3 ft  3+Jauge mètre 38  in)– quatre rails doivent être utilisés. Des lignes ferroviaires à double voie existent (ou ont eu lieu) en Argentine, en Australie, au Brésil, au Japon, en Corée du Nord, en Espagne, en Suisse, en Tunisie et au Vietnam.

Jauge mixte reconstruite , 1 435 mm ( 4 pi  8+Voie standard de 12  in)/ 7 pi  14  in (2 140 mm) auDidcot Railway Museum, Angleterre

Sur le GWR, il y a eu une période prolongée entre l'intervention politique en 1846 qui a empêché une expansion majeure de son écartement large de 7 pi  14  in ( 2 140 mm ) [note 1] et la conversion finale de l' écartementà l'écartement standard en 1892. Au cours de cette période, la praticité de nombreux emplacements nécessitait un fonctionnement à écartement mixte, et dans les zones des gares, la configuration de la voie était extrêmement complexe. Cela a été aggravé par le fait que la rampe commune devait être du côté du quai dans les gares; par conséquent, dans de nombreux cas, les trains à écartement standard devaient être commutés d'un côté de la voie à l'autre à l'approche. Un arrangement spécial de point fixe a été conçu à cet effet, où la disposition de la piste était assez simple. [note 2]

Dans certains cas, des trains à écartement mixte étaient exploités avec des wagons des deux écartements. Par exemple, MacDermot [17] a écrit :

En novembre 1871, une nouveauté sous la forme d'un train de marchandises à voie mixte a été introduite entre Truro et Penzance. Il fonctionnait avec un moteur à voie étroite, et derrière les camions à voie étroite se trouvait un camion d'allumettes à voie large avec de larges tampons et des manilles coulissantes, suivi des camions à voie large. De tels trains ont continué à circuler à West Cornwall jusqu'à l'abolition du Broad Gauge; ils devaient s'arrêter ou descendre au pas dans toutes les stations où existaient des points fixes et la portion étroite s'écartait à droite ou à gauche.

Écartement nominal de voie

L'écartement nominal des voies est la distance entre les faces intérieures des rails. Dans la pratique courante, il est spécifié à une certaine distance au- dessous du champignon du rail que les faces internes de la tête de rail (les faces de jauge ) ne sont pas nécessairement vertical. Une certaine tolérance est nécessairement autorisée à partir de la jauge nominale pour tenir compte de l'usure, etc. cette tolérance est généralement plus grande pour les voies limitées à des vitesses plus lentes, et plus serrée pour les voies où des vitesses plus élevées sont attendues (par exemple, aux États-Unis, l'écartement peut varier entre 4 pieds 8 pouces (1 420 mm) et 4 pieds 10 pouces ( 1 470 mm) pour une piste limitée à 10 mph (16 km/h), tandis que la piste de 70 mph (110 km/h) n'est autorisée que de 4 pi 8 po (1 420 mm) à 4 pi 9+12  pouces (1 460 mm). Compte tenu de la tolérance autorisée, il est courant d'élargir légèrement la jauge dans les courbes, en particulier celles de rayon plus court (qui sont par nature des courbes à vitesse plus lente).

Le matériel roulant sur le réseau doit avoir des trains roulants ( essieux montés ) compatibles avec le gabarit, et donc le gabarit est un paramètre clé pour déterminer l'interopérabilité, mais il en existe bien d'autres – voir ci-dessous. Dans certains cas, au tout début des chemins de fer, la compagnie ferroviaire se considérait uniquement comme un fournisseur d'infrastructure, et les transporteurs indépendants fournissaient des wagons adaptés à l'écartement. Familièrement, les wagons pourraient être appelés "wagons à écartement de quatre pieds", disons, si la voie avait un écartement de quatre pieds. Cette valeur nominale ne correspond pas à l'espacement des brides, car une certaine liberté est autorisée.

Un gestionnaire d'infrastructure peut spécifier des composants de voie nouveaux ou de remplacement à une légère variation par rapport à l'écartement nominal pour des raisons pragmatiques.

Unités

La jauge est définie dans les unités impériales , les unités métriques ou SI unités.

Les unités impériales ont été établies au Royaume - Uni par la loi sur les poids et mesures de 1824 . Les unités habituelles des États-Unis pour la longueur ne sont pas d' accord avec le système impérial jusqu'en 1959, quand une cour internationale a été définie comme 0.9144 mètres et, comme unités dérivées, 1 pied (= 1 / 3  yd) comme 0,3048 mètre et 1 pouce (= 136  yd) comme 25,4 mm.

La liste montre l'unité impériale et d'autres unités qui ont été utilisées pour les définitions d'écartement de voie :

Unité Équivalent SI Exemple d'écartement de voie
pied impérial 304,8 mm
pied castillan [ citation nécessaire ] 278,6 mm
  • 6 pieds castillans = 1 672 mm ( 5 pi  5+1316  po)
  • 2 pieds castillans 558 mm (1 pi 9+3132 po )
pied portugais 332,8 mm 5 pieds portugais = 1 664 mm ( 5 pi  5+12  dans)
pied suédois 296.904 mm
  • 3 pieds suédois = 891 mm ( 2 pi  11+Trois / 32  dans)
  • 2,7 pieds suédois = 802 mm ( 2 pi  7+916  pouces)
Pied prussien (Rheinfuß) 313,85 mm 2+12 pieds prussiens = 785 mm ( 2 ft  6+29 / 32  dans)
brasse autrichienne [ citation nécessaire ] 1520 mm 12 brasse autrichienne = 760 mm ( 2 ft  5+1516  po)

Voie temporaire – voie permanente

Train de travaux à voie étroite dans une caverne East Side Access qui finira par [ quand ? ] abrite une station à écartement standard pour la Long Island Rail Road .

Une voie temporaire est la voie temporaire souvent utilisée pour la construction, qui doit être remplacée par la voie permanente (la structure composée des rails, des attaches, des traverses/traverses et du ballast (ou voie sur dalle), plus le sol de fondation sous-jacent) lorsque la construction touche à sa fin. Dans de nombreux cas, une voie à voie étroite est utilisée pour un chemin temporaire en raison de la commodité de sa pose et de son changement d'emplacement sur un sol non amélioré.

Dans les espaces restreints tels que les tunnels, la voie temporaire peut être à double voie même si le tunnel sera finalement à voie unique. L' Airport Rail Link à Sydney avait des trains de construction de 900 mm ( 2 pi  11+716  in), qui ont été remplacés par des chenilles permanentes de1 435 mm(4 ft  8+12  in).

Pendant la Première Guerre mondiale, la guerre des tranchées a conduit à une disposition relativement statique de l'infanterie, nécessitant une logistique considérable pour leur apporter du personnel de soutien et des fournitures (nourriture, munitions, matériaux de terrassement, etc.). Des réseaux ferroviaires légers et denses utilisant des sections de voie temporaires à voie étroite ont été établis par les deux parties à cet effet. [18]

En 1939, il a été proposé de construire la section ouest du chemin de fer Yunnan-Birmanie en utilisant un écartement de 15+1 / 4  dans(387 mm), étant donnécette minuscule oujauge « jouet » facilite leserré des courbesdansterrain difficile. [19]

Normes d'entretien

Ingénieurs vérifiant l'écartement entre les rails à Plymouth (Angleterre)

Les propriétaires d'infrastructure précisent les écarts autorisés par rapport au gabarit nominal, et les interventions requises lorsqu'un gabarit non conforme est détecté. Par exemple, la Federal Railroad Administration aux États-Unis précise que l'écartement réel d'une voie de 1 435 mm qui est évalué pour un maximum de 60 mph (96,6 km/h) doit être compris entre 4 pi 8 po (1 422 mm) et 4 pi 9,5 en (1 460 mm). [20]

Avantages et inconvénients des différents écartements de voie

La vitesse, la capacité et l'économie sont généralement des objectifs du transport ferroviaire, mais il existe souvent une relation inverse entre ces priorités. Il existe une idée fausse commune selon laquelle une jauge plus étroite permet un rayon de braquage plus serré, mais à des fins pratiques, il n'y a pas de relation significative entre la jauge et la courbure. [21] [22]

Coût de construction

Les chemins de fer à voie plus étroite coûtent généralement moins cher à construire car ils sont généralement plus légers, utilisant des voitures et des locomotives plus petites (plus petit gabarit de chargement ), ainsi que des ponts plus petits, des tunnels plus petits (plus petit gabarit de structure ). [23] La voie étroite est ainsi souvent utilisée en terrain montagneux, où les économies de génie civille travail peut être conséquent. Il est également utilisé dans les zones peu peuplées, à faible demande potentielle, et pour les voies ferrées temporaires qui seront supprimées après une utilisation à court terme, comme pour la construction, l'industrie forestière, l'industrie minière ou les projets de construction à grande échelle, en particulier dans espaces confinés (voir Voie temporaire – voie permanente ). Pour les voies ferrées temporaires qui seront supprimées après une utilisation à court terme, telles que l'exploitation forestière, l'exploitation minière ou les projets de construction à grande échelle (en particulier dans les espaces confinés, tels que le tunnel sous la Manche ), une voie ferrée à voie étroite est nettement moins chère et plus facile à installer et supprimer. Ces chemins de fer ont presque disparu, cependant, en raison des capacités des camions modernes. Dans de nombreux pays, des chemins de fer à voie étroite ont été construits comme embranchements pour alimenter le trafic vers les lignes à voie standard en raison des coûts de construction inférieurs. Le choix n'était souvent pas entre un chemin de fer à voie étroite et standard, mais entre un chemin de fer à voie étroite et pas du tout.

Les chemins de fer à voie plus large sont généralement plus coûteux à construire, car ils sont généralement plus lourds, utilisent des voitures et des locomotives plus grosses ( gabarit de chargement plus grand ), ainsi que des ponts plus grands, des tunnels plus grands ( gabarit de structure plus grand ). Mais des jauges plus larges offrent une vitesse et une capacité plus élevées. Pour les routes à fort trafic, une plus grande capacité peut plus que compenser le coût initial plus élevé de la construction.

Interchangeabilité

La valeur ou l' utilité qu'un utilisateur tire d'un bien ou d'un service dépend du nombre d'utilisateurs de produits compatibles – l'« effet de réseau » en économie. Les effets de réseau sont généralement positifs, ce qui fait qu'un utilisateur donné tire plus de valeur d'un produit à mesure que d'autres utilisateurs rejoignent le même réseau. [24] Au niveau national, l'effet de réseau a entraîné une extension du commerce au-delà des frontières régionales et nationales. De plus en plus, de nombreux gouvernements et entreprises ont rendu compatibles les normes d'ingénierie et d'exploitation de leurs chemins de fer afin de parvenir à l'interchangeabilité – d'où une exploitation plus rapide et plus longue des trains. Cependant, un obstacle majeur à la réalisation de l'interchangeabilité estdépendance au chemin [25] – dans ce contexte, la persistance d'une norme déjà adoptée sur laquelle l'équipement, l'infrastructure et la formation se sont alignés. Étant donné que l'adoption d'une nouvelle norme est difficile et coûteuse, continuer avec une norme existante peut rester attrayant à moins que les avantages à plus long terme ne soient suffisamment pris en compte. Un exemple des conséquences de la dépendance au chemin est la persistance au Royaume-Uni - le premier pays à développer et à adopter des technologies ferroviaires - des écartements de structure qui sont trop petits pour permettre le plus grand matériel roulant.d'Europe continentale pour opérer dans ce pays. Le coût réduit, une plus grande efficacité et une plus grande opportunité économique offertes par l'utilisation d'une norme commune ont entraîné la diminution de la multitude historique d'écartements de voie à un petit nombre qui prédomine dans le monde entier.

Lorsque l'interchangeabilité n'a pas été réalisée, le fret et les passagers doivent être transférés par des procédures chronophages nécessitant du travail manuel et des dépenses d'investissement importantes. [26] Certains produits en vrac, tels que le charbon , le minerai et le gravier , peuvent être transbordés mécaniquement , mais même cela prend du temps et l'équipement requis pour le transfert est souvent complexe à entretenir. De plus, si des voies ferrées d'écartements différents coexistent dans un réseau et qu'une rupture d'écartementexiste, il est difficile en période de pointe de la demande de déplacer le matériel roulant là où il est nécessaire. Un matériel roulant suffisant doit être disponible pour répondre à la demande de pointe d'un chemin de fer à voie étroite (qui peut être plus importante par rapport à un réseau à voie plus large), et l'équipement excédentaire ne génère aucun flux de trésorerie pendant les périodes de faible demande. Dans les régions où les lignes à voie étroite constituent une petite partie du réseau ferroviaire (comme ce fut le cas sur le chemin de fer russe de Sakhaline ), des coûts supplémentaires sont impliqués dans la conception, la fabrication ou l'importation d'équipements à voie étroite.

Les solutions aux problèmes d'interchangeabilité comprennent les échanges de bogies , un système rollbock , une voie double , une voie variable ou une conversion de voie .

Potentiel de croissance

Historiquement, dans de nombreux endroits, les chemins de fer à voie étroite ont été construits selon des normes inférieures pour donner la priorité à une construction bon marché et rapide. En conséquence, de nombreux chemins de fer à voie étroite ont souvent des possibilités limitées d'augmentation de la charge ou de la vitesse maximales. Pour les lignes construites à un niveau inférieur, la vitesse peut être augmentée en réalignant les voies ferrées pour augmenter le rayon de courbe minimum, en réduisant le nombre d'intersections ou en introduisant des trains inclinables .

Au Japon, quelques lignes à voie étroite ont été transformées en mini-shinkansen à voie standard pour permettre le service par des trains à grande vitesse à voie standard. Cependant, en raison de l'alignement de ces lignes, la vitesse maximale du service de transit est la même que celle de la ligne à voie étroite d'origine. Si une ligne à voie étroite est construite selon une norme plus élevée, comme le Super Tokkyu proposé par le Japon , ce problème peut être minimisé. [27]

Écarts ferroviaires dominants

Environ 61 % des chemins de fer du monde utilisent le 1 435 mm ( 4 pi  8+12  po) jauge standard . [28] Lesvoiesétroites enIndesont converties en voie large, tandis que de nouveaux chemins de fer à voie standard sont construits en Afrique.

Système Installation
Jauge Nom en km en milles % monde Par emplacement
1 000 mm ( 3 pi  3+38  po) Jauge de compteur 95 000 59 000 7,2% Argentine (11 000 km ou 6 800 mi), Brésil (23 489 km ou 14 595 mi), Bolivie , nord du Chili , Grèce ( dans le réseau désaffecté du Péloponnèse ), Espagne ( Feve , FGC , Euskotren , FGV , SFM ), Suisse ( RhB , MOB , BOB , MGB ), Malaisie , Thaïlande , Indochine , Bangladesh , Afrique de l'Est
1 067 mm ( 3 pi 6 po ) Jauge de trois pieds six pouces 112 000 70 000 8,5% Afrique australe et centrale; Nigéria (la plupart) ; Indonésie (Java et Sumatera) ; Japon ; Taïwan ; Philippines ; Nouvelle-Zélande ; et les États australiens du Queensland , de l'Australie-Occidentale , de la Tasmanie et de l'Australie-Méridionale.
1 435 mm ( 4 pi  8+12  dans) Jauge standard 720 000 450 000 54,9% Albanie , Argentine , Australie , Autriche , Belgique , Bosnie-Herzégovine , Brésil (194 km ou 121 mi), Bulgarie , Canada , Chine , Croatie , Cuba , République tchèque , Danemark , Djibouti , RD Congo (tronçon Kamina-Lubumbashi, prévu) , Éthiopie , France , Allemagne , Grande-Bretagne ( Royaume-Uni ), Grèce, Hong Kong , Hongrie , Inde (uniquement utilisé dans les transports en commun rapide ), Indonésie ( Aceh , LRT Jabodetabek , LRT Jakarta , MRT Jakarta East-West Line Corridor , train à grande vitesse en Indonésie et Sulawesi ), Italie , Israël , Kenya ( Chemin de fer à voie standard Mombasa–Nairobi ) Liechtenstein , Lituanie ( Rail Baltica ), Luxembourg , Macédoine ,Mexique , Monténégro , Pays - Bas , Corée du Nord , Norvège , Panama , Pérou , Philippines , Pologne , Roumanie , Serbie , Singapour MRT , Slovaquie , Slovénie , Corée du Sud , Espagne ( AVE , Alvia et FGC ), Suède , Suisse , Turquie , États-Unis , Uruguay ,Venezuela , Egalement lignes d'entreprises privées et lignes à grande vitesse JR au Japon . Lignes à grande vitesse à Taïwan . Système de banlieue Gautrain en Afrique du Sud. Nouvelles lignes en Tanzanie et au Nigeria .
1 520 mm ( 4 pi  11+27 / 32  dans) Jauge de cinq pieds et 1520 mm 220 000 140 000 16,8% Arménie , Azerbaïdjan , Biélorussie , Géorgie , Kazakhstan , Kirghizistan , Lettonie , Lituanie , Moldavie , Mongolie , Russie , Tadjikistan , Turkménistan , Ukraine , Ouzbékistan .
(tous contigus - redéfinis à partir de 1 524 mm ( 5 pi ))
1 524 mm ( 5 pi ) 7 065 4 390 0,5% Estonie , [29] Finlande
(contiguë, et généralement compatible, à l'exception des trains à grande vitesse, avec 1 520 mm ( 4 ft  11+27 / 32  dans)
1 600 mm ( 5 pi 3 po ) Jauge de cinq pieds trois pouces 9 800 6 100 0,7% Irlande , Irlande du Nord ( Royaume-Uni ) (1 800 km ou 1 100 mi), et dans les États australiens de Victoria et d'Australie du Sud (4 017 km ou 2 496 mi), Brésil (4 057 km ou 2 521 mi)
1 668 mm ( 5 pi  5+Vingt-et-un / 32  dans) Jauge ibérique 15 394 9 565 1,2% Portugal , Espagne . Parfois appelée jauge ibérique . En Espagne, l'Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF) gérait 11 683 km (7 259 mi) de cette jauge et 22 km (14 mi) de jauge mixte fin 2010. [30] Le portugais Rede Ferroviária Nacional (REFER) gérait 2 650 km ( 1 650 mi) de cet écartement de cette voie à la même date. [30]
1 676 mm ( 5 pi 6 po ) Jauge de cinq pieds six pouces 134 008 83 269 10,2% Inde , Pakistan , Bangladesh , Sri Lanka , Argentine , Chili , BART aux États-Unis Baie de San Francisco

Proportions

Total pour chaque type de jauge en 2020. [ citation nécessaire ]

Jauge Installation (km) Installation (mi) Pourcentage Pourcentage (2014)
Jauge(s) étroite(s) 233 391 145 022 17,5% 15,8%
Jauge standard 807 616 501 829 60,6% 54,9%
Jauge(s) large(s) 290 705 180 636 21,8% 29,3%
Totaux 1 331 712 827 487 99,9% 99,0%

Avenir

Une plus grande convergence de l'utilisation de l'écartement ferroviaire semble probable, car les pays cherchent à construire des réseaux interopérables et les organisations internationales cherchent à construire des réseaux macro-régionaux et continentaux. Presque toutes les nouvelles lignes ferroviaires à grande vitesse sont construites à écartement standard, sauf en Ouzbékistan et en Russie.

Europe

L' Union européenne s'est engagée à développer des réseaux ferroviaires interopérables de fret et de passagers sur son territoire et cherche à standardiser les systèmes de gabarit, de signalisation et d'alimentation électrique. Des fonds de l' UE ont été consacrés à aider la Lituanie , la Lettonie et l' Estonie dans la construction de certaines lignes ferroviaires clés ( Rail Baltica ) à écartement standard , et à aider l' Espagne et le Portugal à construire des lignes à grande vitesse pour relier les villes ibériques les unes aux autres et aux lignes à grande vitesse françaises. L'UE a élaboré des plans pour l'amélioration des liaisons ferroviaires de fret entre l'Espagne, le Portugal et le reste de l'Europe.

Chemin de fer transasiatique

La Commission économique et sociale des Nations Unies pour l'Asie et le Pacifique (CESAP) envisage un chemin de fer transasiatique qui reliera l'Europe et le Pacifique, avec un corridor nord de l'Europe à la péninsule coréenne, un corridor sud de l'Europe à l'Asie du Sud-Est, et un corridor nord-sud depuis l'Europe du Nord jusqu'au golfe Persique. Tous ceux-ci rencontreraient des ruptures de gabarit lors de leur traversée de l'Asie. Les plans actuels prévoient des installations mécanisées aux ruptures d'écartement pour déplacer les conteneurs d'un train à l'autre plutôt qu'une conversion généralisée de l'écartement. Le Corridor Nord à travers la Russie fonctionne déjà depuis avant l'an 2000, avec des volumes croissants Chine-Europe.

Les Amériques

Afrique

Le plan directeur des chemins de fer de l'Afrique de l'Est est une proposition de reconstruction et d'extension des lignes de chemin de fer reliant l' Éthiopie , Djibouti , le Kenya , l' Ouganda , le Rwanda , le Burundi , la Tanzanie , le Soudan du Sud et au-delà. [33] Le plan est géré par les ministres des Infrastructures des pays participants de la Communauté de l'Afrique de l' Est en association avec la société de conseil en transport CPCS Transcom . [34] Les chemins de fer plus anciens sont de 1 000 mm ( 3 pi  3+Jauge mètre 38  in)ou jauge 3 ft 6 in (1 067 mm). Les lignes nouvellement reconstruites utiliserontl'écartement standard. Des services réguliers de fret et de passagers ont commencé sur la voieferrée àécartement standardMombasa-Nairobien 2017 et sur la voieferrée àécartement standardAddis-Abeba-Djiboutien 2018.

Les lignes pour le minerai de fer à Kribi au Cameroun sont susceptibles d'être 1 435 mm ( 4 pi  8+Jauge standard de 12  in)avec une connexion probable au même port du1000 mm(3 ft  3+38  in) mètre système Cameroun.

Les chemins de fer nigérians ont pour la plupart 3 pi 6 po ( 1 067 mm ) d'écartement du cap. Le chemin de fer à écartement standard Lagos-Kano est un projet de conversion d'écartement du gouvernement nigérian visant à créer une liaison ferroviaire à écartement standard nord-sud. Le premier segment converti, entre Abuja et Kaduna , a été achevé en juillet 2016.

L' Union africaine a un plan sur 50 ans pour relier les capitales et les grands centres par des chemins de fer à grande vitesse.

Chronologie

Jauge Date Choisi par
4 pi  8+Une / 2  à(1435 mm) 1825 George Stephenson
5 pi ( 1 524 mm ) 1827 Horatio Allen pour la South Carolina Canal and Rail Road Company
1 pi  11+1 / 2  à(597 mm) 1836 Henry Archer pour le chemin de fer Festiniog pour naviguer facilement sur un terrain montagneux
(a commencé le premier service de passagers à voie étroite de Grande-Bretagne en 1865) (à l'origine hippomobile)
7 ft  1 / 4  en ( 2.140 mm ) 1838 IK Brunel
5 pi ( 1 524 mm ) 1842 George Washington Whistler pour le chemin de fer Moscou – Saint-Pétersbourg basé sur la pratique du sud des États-Unis
5 pi 3 po ( 1 600 mm ) 1846 choisi en Irlande comme compromis
5 pi 6 po ( 1 676 mm ) 1853 Lord Dalhousie en Inde suivant la pratique écossaise
3 pi 6 po ( 1 067 mm ) 1862 Carl Pihl pour la ligne Røros en Norvège pour réduire les coûts
3 pi 6 po ( 1 067 mm ) 1865 Abraham Fitzgibbon pour les chemins de fer du Queensland pour réduire les coûts
3 pi ( 914 mm ) 1870 William Jackson Palmer pour le Denver & Rio Grande Railway pour réduire les coûts (inspiré du Festiniog Railway )
2 pi ( 610 mm ) 1877 George E. Mansfield pour le Billerica and Bedford Railroad pour réduire les coûts (inspiré du Festiniog Railway )
2 pi 6 po ( 762 mm ) 1887 Everard Calthrop pour réduire les coûts ; avait conçu un parc de matériel roulant correspondant

Voir aussi

Remarques

  1. ^ La loi du Parlement n'interdit pas l'expansion du système à écartement large existant, mais elle a eu pour effet indirect et retardé de forcer la conformité avec l'écartement « standard ».
  2. ^ SC Jenkins et RC Langley, The West Cornwall Railway , The Oakwood Press, Usk, 2002, ISBN 0853615896, donne une illustration et une description à la page 66.

Références

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  2. ^ R. Cragg (1997), Civil Engineering Heritage – Wales and West Central , Thomas Telford Publishing, Londres, 2e édition, Angleterre, ISBN  0 7277 2576 9
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  4. ^ Don Martin, The Monkland and Kirkintilloch and Associated Railways , Bibliothèques publiques Strathkelvin, Kirkintilloch, 1995, ISBN 0 904966 41 0 
  5. ^ N. Ferguson (1995), The Dundee and Newtyle Railway, y compris les branches Alyth et Blairgowrie , The Oakwood Press, ISBN 0-85361-476-8 . 
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Liens externes