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Les funiculaires, la voie et les véhicules

La voie d'un funiculaire est comparable à une voie de chemin de fer. En effet, il s'agit de rails tout à fait classiques. L'espacement entre les deux rails sur une voie de funiculaire est généralement de 1 mètre, c'est donc des voies métriques (l'espacement sur une voie ferrée classique en France étant de 1435 millimètres).


Voie métrique d'un funiculaire

Les voies sont posées soit sur des traverses classiques (plutôt sur les anciens funiculaires), soit sur des poutres en béton. La voie d'un funiculaire peut posseder des virages, montées et descente. Cependant, les changements de pente ne doivent pas être très rapides surtout lorsque la pente augmente en montant. En effet, le câble tracteur ne doit pas décoller de la voie, il faut que sa propre masse le laisse au fond de la voie.
On aura donc affaire à une voie relativement régulière avec des changements de pente et de direction relativement longs comme sur cette photo :


Début de la ligne du Funival

La ligne d'un funiculaire peut posséder des portions en viaduc, et/ou en tunnel. Certains funiculaires même sont intégralement en tunnel comme le funiculaire Perce Neige à Tignes ou le Dôme Express aux Deux Alpes (pour les exemples français). Un funiculaire en tunnel est donc très discret dans le paysage, on ne peut pas faire mieux.


Comme nous l'avions dit précédemment, les véhicules du funiculaire sont tirés par un câble tracteur. Celui-ci à généralement un fort diamètre (aux alentours de 50mm). Le câble afin qu'il ne frotte pas sur le sol, les traverses etc. est porté très régulièrement par des galets qui sont disposés au milieu de la voie. Ils agissent en quelque sorte de la même manière que les cavaliers d'un téléphérique bi-porteur.

Nous voyons deux câbles de plusieurs diamètres. En effet, il y a plusieurs configurations possibles pour un funiculaire au niveau des câbles. Dans la très grande majorité des cas, la salle des machines ou sont placés les moteurs de l'installation est située en amont de l'installation (pour des raisons évidentes identiques aux télésièges). Placer une motrice en aval (cela existe comme aux Deux Alpes) nécessite d'avoir une très forte puissance, plus que la puissance nécessaire si la motrice était en amont.

  • Un câble unique fait une boucle continue. Les rames sont accrochées sur ce câble de la même façon qu'un téléphérique. Le câble met donc en mouvement les deux rames en même temps. l'une qui monte et l'autre qui descend à la même vitesse. Vitesse qui peut atteindre 12 mètres par seconde pour les installations les plus performantes.

  • Il n'est pas rare de voir des funiculaires possédant deux câbles différents. Un qui réalise la boucle supérieure et qui tracte les cabines, et l'autre qui réalise la boucle inférieure. On appelle ces câbles respectivement câble tracteur et câble lest. le câble lest n'ayant pas besoin de tracter le véhicule, il est logiquement d'un diamètre inférieur au câble tracteur. C'est le cas sur la photo ci-dessus. le câble tracteur à gauche et le câble lest à droite.

  • D'autres funiculaires sont dépourvus de câble lest. Il n'y a aucun câble en aval des véhicules.

Voici un schéma montrant les différentes configurations possibles :


Configurations d'un funiculaire

Les véhicules sont des rames comparables à des wagons de trains. On en trouve de toutes les formes, toutes les capacités ... Pour les plus récentes, elles sont pourvues d'un poste de conduite à l'avant et à l'arrière. Leur capacité peut atteindre plus de 300 personnes. L'intérieur est adapté àla pente, autrement dit le sol est penché par rapport au véhicule, ce qui fait qu'il est relativement droit dans les portions les plus en pentes de la voie.


Embarquement

Le châssis de ces véhicules sont montée comme les trains classiques sur des boggies (groupement de deux essieux). Ces essieux sont en roulement sur les rails.


Boggie

Le(s) câble(s) n'est (ne sont pas) pas accroché à l'avant du châssis mais en plein milieu. Ils sont généralement accrochés à l'aide d'une "salade" à l'extrémité des câbles comme sur cette photo :


Attaches des câbles

En bleu il s'agit d'un détecteur de rupture du câble tracteur.

Le câble va donc permettre de tracter les véhicules vers le haut. Ils redescendent la ligne naturellement par gravité.



Comme je vous l'ai dit précédemment, généralement les funiculaires sont composés d'une voie unique. une zone dite d'évitement est donc placée au milieu de la ligne pour permettre le croisement des véhicules sans soucis.


Zone d'évitement

Cette zone d'évitement se réalise sans aucun aiguillage mécanique.


Zone d'évitement

Ceci est possible grâce à une configuration particulière sur les essieux des rames. En effet, seules les roues à l'extérieur de la voie permettent de diriger la rame. Sur l'autre roue, il n'y a aucun guidage possible, c'est un simple tambour. Autrement dit ce tambour va pouvoir quitter l'axe normal de la voie pour passer d'un rail à l'autre. la roue externe dans l'évitement qu'empruntera le véhicule elle restera sur son rail.
L'autre étant composée d'un double épaulement pour guider la rame sur la voie :


Roue à double épaulement pour le guidage

Schéma d'un évitement

Chaque véhicule passe toujours du même côté de l'évitement. Il faut laisser le passage du câble bien entendu ce qui impose de couper le rail qui traverse la voie pour cela.

Le passage de l'évitement se fait en général avec un peu de secousses, à cause d'un changement de direction un peu plus rapide que sur le reste de la voie.
le passage de l'évitement se fait de manière générale toutefois à la vitesse "de croisière".
Pour les funiculaires se trouvant en tunnel, il n'est pas rare que pour l'évitement le tunnel se dédouble (afin de ne pas avoir à creuser une portion plus grosse au milieu, et aussi pour des questions de pression d'air lors du croisement :


Evitement en tunnel

Concernant les systèmes de sécurité embarqués sur les funiculaires, il faut principalement s'assurer qu'en cas de rupture du câble tracteur la rame ne prendra pas de la vitesse pour venir dérailler ou s'écraser au bout de la voie. Pour cela, plusieurs freins sont installés sur la rame. Il y a des freins "classiques" qui bloquent la rotation des essieux, mais également des freins, comparables aux freins de chariot qui viennent directement serrer les rails pour freiner la rame. Ces freins sont situés su côté de la roue à double épaulement afin de pouvoir freiner sur l'évitement en cas de problème.


Freins entre les deux essieux

Aux extrémités de la voie on trouvera des butoirs, généralement jamais utilisés :


Butoir à l'extrémité de la voie

Lorsque l'installation dispose d'un câble lest ou d'un câble en boucle continue, il y a une poulie retour en aval généralement accrochée à un contrepoids pour maintenir une tension sur ce câble :


Poulie de déviation du câble "lest" en station aval

Jusqu'à maintenant nous avons parlé de voie, de véhicule, de câble, d'évitement etc... mais nous n'avons pas encore vu ce qui met en mouvement tout cela... Ca sera l'objet du prochain chapitre.


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