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Télésièges à pinces fixes

La ligne

Généralités

Rubrique commune à différents types de remontées

Par ligne j'entends toute la zone d'une remontée mécanique située entre la gare aval et la gare amont. La ligne est composée du câble ainsi que des agrès (sièges, cabines) et des pylônes. Je commencerais donc par une description des pylônes.

Les pylônes

Les pylônes constituent la partie la plus visible de la ligne. Ils ont la lourde tâche de guider la ligne entre la gare aval et la gare amont. Il existe trois types de pylônes sur les remontées mécaniques : les pylônes support, les pylônes compression et les pylônes support-compression.

Pour simplifier, on peut décomposer un pylône en 4 parties : de bas en haut, on a tout d'abord le massif en béton, le fut métallique, la tête du pylône et les balanciers.

TS Poma de Clot Gauthier à Serre Chevalier

Massif en béton
Fût du pylône
Tête du pylône (potence)
Balanciers

Lors de la construction d'un pylône, on monte morceau par morceau les différents éléments cités ci-dessus.

Les massifs en béton

Les massifs en béton permettent de fixer au sol le pylône. Ils sont beaucoup plus imposants qu'ils ne le paraîssent. En effet, comme un iceberg, la partie la plus importante est située sous terre :

TS des Romains à l'Alpe d'Huez (ligne Poma)

Le fût métallique du pylône est relié au massif en béton par des tiges filletées rentrées dans le massif en béton lorsque celui-ci à été coulé, et le pylône est boulonné aux tiges filletées :

TSF4 Poma de Coupe du Monde aux Houches

Comme vous le voyez sur la photo ci-dessus qu'il n'est pas nécessaire de mettre tous les ecrous.
Le pylône est mis à la terre (en bas à Droite).

Les fûts

Les pylônes sont des armatures cylindriques (dans la très grande majorité des cas). Leur diamètre varie selon la hauteur du pylône et suivant la hauteur sur le pylône, le diamètre se situe entre 70cm et 2m50 environ. L'épaisseur du tube est généralement de l'ordre du centimètre (voir plus dans des cas exceptionnels de grosses remontées mécaniques). Le tube est en acier d'usage courant. La protection contre l'oxydation est réalisé grâce à une galvanisation. Les tubes du pylône peuvent, suivant la hauteur de celui-ci posséder plusieurs tronçons possedant des diamètres différents ou les mêmes diamètres. la liaison entre les deux tronçons étant réalisés grâce à des boullonages généralement.

TSF4 Poma de la côte aux Deux Alpes

Les vis et donc les écrous sont plus petits pour relier deux élements de pylônes que pour relier un pylône au massif ejn béton, mais ils sont plus nombreux.
La hauteur des pylône est très variable et peut atteindre 20 mètres.
L'inclinaison des pylônes est également très variable, et peut aller de +40° à -40°. On incline les pylônes de façon à ce que la résultante des forces s'exerçant sur le pylône soit toujour dans l'axe du fut du pylône.
La tête du pylône est également boullonée au fût.

La tête des pylônes

La tête du pylône est placée au sommet du fut métallique et va servir entre autre à accrocher les balanciers.
Voici différentes têtes de pylônes de quelques constructeurs différents :

Pomagalski

Doppelmayr

Leitner

Gimar Montaz Mautino

Les têtes de pylônes sont constitués d'une poutre métalique horizontale pour soutenir les gallets et d'une structeure, souvent en forme de Trapèze. Cette structure qui surmonte la tête du pylône est appelée potence de décâblage, en effet, elle est utilisée pour tirer le câble vers le haut et ainsi l'enlever des balanciers.

Les balanciers

Ce sont eux qui réalisent la liaison entre le pylône et le câble. Le balancier doit permettre le passage des pinces des véhicules. Les balanciers sont essenciellements constitués de galets d'un diamètre de 30 à 60cm dépendant bien sur du type de pylône et du type d'installation.
Ces gallets sont articulés deux à deux pour former des trains de galets.

Généralement, en plus d'être deux par deux, les galets sont groupés par groupe de 4. pour avoir un balancier à 8 gallets on met deux groupes de 4. En fait, les morceaux de base sont des groupes de 4 ou 6 gallets, avec ceci, on fait tout les types de balanciers possibles.

Les gallets possèdent un bandage au niveau du passage du câble pour amortir les vibrations et réduire l'usure des différents composants.

Les différents types de pylônes

Pour les remontées mécaniques, on distingue trois types de balanciers sur les pylônes : les balanciers support, les balanciers compression et les balanciers support-compression. Lorsqu'on nomme le type de balancier, on compte le nombre de gallets auquel on ajoute "S", "C" ou "S/C" si c'est un support, compression ou un support-compression, Ainsi, le balancier qui est deux photo au dessus est un 8S.

Les pylônes support

Comme son nom l'indique, ce pylône a pour fonction de supporter le câble. Il évite ainsi que le câble soit trop près du sol.

Deux pylônes support les uns à la suite des autres, un 8S et un 12S Poma

8S GMM

Le but des pylônes n'est pas de rendre la ligne la plus haute possible car il existe des normes de sécurités qui interdisent des hauteur de ligne trop importantes. Les pylônes support comportent entre 4 et 16 gallets. les 16S ne sont généralement plus employés car le balancier serait alors très complexe. De plus que le s2S qui ont pu être installés il y a longtempos ne sont plus utilisés.

Voici une vidéo du passage d'une pince d'un télésiège sur un pylône : (cliquez sur l'image pour la télécharger)

Sur cette viddéo il ne s'agit pas d'un télésiège à pince fixe. sur un télésiège à pince fixe, la vitesse en ligne est bien moins importante. La pince passe deux pylônes de type "10S".

Les pylônes compression

Le rôle du pylônecompression est inverse par rapport au pylône support. Il va tirer le câble vers le bas, d'une part pour maintenir une tension du câble suffisante, et d'autre part pour éviter d'avoir des hauteur de survol trop importantes. Classiquement les pylônes compression sont utilisés au pied d'une pente plus importante, et également de façon quasi systématique en sortie de gare aval.

Pylône compression sur le télésiège de Coupe du Monde aux Houches

Il n'est pas rare d'avoir un pylône support juste avant le compression, mais cela n'est pas systématique :

Pylône 6S puis pylône 12C sur le TS du Solert à Val Cenis

Les balanciers compression possèdent entre 6 et 16 galets.
Le passage d'un pylône compression est un petit peu moins confortable qu'un pylône support, mais cela reste relativement confortable sur les nouvelles installation.

La première séquence on a le passage de deux 12C en sortie ded gare, puis ensuite le 6S et 12C de la photo précédente. Les secousses sont bien moins importante sur les support que sur les compression, c'est évident.
Pour faciliter le passage des pinces sous les gallets en compression, ceux-ci sont articulés

Les pylônes support-compression

Les supports-compression sont des pylônes mixant le deux types de balanciers. Ils sont utilisés lorsque l'appui sur la partie support ou compression n'est pas permanent
Dans ce cas, on utilise des pylônes support-compression (S/C). Le câble passe alors entre les galets, il ne peut donc ni décoller ni passer en dessous. On les utilise lorsque la pente de la remontée est constante et qu'il n'y a pas une grande force s'exeçant sur le pylône. On pourrait ne pas en mettre mais dans ce cas il faudrait des pylônes supports et des pylône compression car la distance entre deux pylône est limitée.

4S/C GMM sur le TSF4 de la Met à Val Cenis

Les pylônes support-compression sont dans la très grande majorité des cas des 4S/C c'est-à-dire qu'ils possèdent 4 gallets en support et 4 gallets en compression.

4S/C Doppelmayr

Les 8S/C sont beaucoup plus rares mais il en existe quelques uns :

8S/C Doppelmayr

On essaye d'utiliser le moins possible de balancier S/C car ils sont relativement chers ...

Diverses choses sur les pylônes

Tout d'abord, très souvent, le nombre de gallets n'est pas identique sur un même pylône sur le brin de montée chargé et sur le brin de descente logiquement moins chargé. C'est tout a fait compréhensible puisque justement, la majeur partie de la charge se situe sur le brin qui monte. On a donc affaire à des pylônes "assymétriques" équipés d'un plus grand nombre de gallets d'un côté. Mais dans la grande majorité des cas, le type de balancier (S, C ou S/C) est identique sur un même pylône. On aura par exemple des pylônes 8S/10S ou 4S/6S ...

4S/6S sur le TSF4 Montaval du 3000 à Bonneval-Sur-Arc

En parlant d'assymétrisme, placer des différents balanciers de chaque côté du pylône impose parfois d'avoir une diféfrence de hauteur significative des balanciers à cause de porte-balanciers différents:

Sur les appareils débrayables, le ou les pylônes proches des gares peuvent êtres revêtus d'une épaisseur supplémentaire protectrice. Alors ce n'est pas pour protéger des chocs, mais c'est une protection thermique. En effet, sur le pylône il y a toujours une face exposée au soleil (quand il y en a) et l'autre à l'ombre. Ce qu'il fait qu'il y a une différence de température entre les deux côtés du pylône. L'acier se dillate à la chaleur. Sans cette protection, le pylône risque de se "tordre" légèrement et le câble ne rentrera plus exactement au bon endroit dans les gares, cela déclencherait les protections et arrêterait la remontée. C'est pourquoi des dispositifs d'isolations thermique sont installées sur ces pylônes critiques. Au passage, on appelle ces protections des "chaussettes thermiques".

Sur les pylônes passent aussi la ligne de sécurité. Il s'agit d'un câble qui va être chargé de transmettre des informations de la gare aval à la gare amont et inversement. Cette ligne de sécu est composée d'une liaisonfibre optique ainsi qu'un câble multibrin qui estchargé de collecter les informations des capteurs qui sont situés sur les pylônes.

Les dispositifs de sécurité sur les pylônes

Sur les pylônes, on doit savoir immédiatement si le câble a déraillé, pour cela des capteurs sont placées sur las balanciers :

Le capteur est la double tige rouge

Il en est de même pour la détection des déraillement sur les balanciers compression :

16C sur le TSD de la Ramasse

Les détecteurs sont de deux types. La barette cassante et le contacteur. La barette cassante est très utilisée sur les remontées mécanique. Cependant, en cas de déclenchement du capteur, on doit changer la barette cassante.
Les barettes cassantes sont des tiges conductrices dans cequel passe un courant électrique. Ces barettes sont supposées casser en cas de déraillement ou tout autre cause qui nécessiterait l'emploi d'un tel capteur.
Voici la photo d'une barette cassante installé sur le ratrappe-câble d'un télésiège :

Barette cassante

On remarque également la présence d'un gros "rattrape-câble" si jamais le câble déraille en dehors des petits "rattrape-câble" installés sur le balancier.

Le câble

Le câble est indissociable de la ligne, en effet, sans lui, on ne parlerait pas de remontée mécanique à câble.
Il est formé d'une âme (souvent qualifiée de "compacte" désormais, après avoir été en textile) et de torons (en acier), eux-mêmes formés de fils.
Il y a généralement 6 torons autour de l'âme.
Lorsque les fils des torons sont tressés dans le même sens que les torons eux même, on parle de câble "Lang", et on précise si les torons viennent de droite ou de gauche. Lorsque les fils des torons sont tressés dans le sens opposé, on parle de câble croisé. Voici une photo d'un câble "Lang à droite" de 45 mm de diamètre :

Câble à terre du TSD6 de l'Armoise

Voici un câble en coupe:

Les câbles porteurs des téléphériques sont dit "clos". Ils e possèdent pas la même structure, ils sont composés de brins bien plus petits ce qui enfait un câble d'aspec extérieur lisse.

Les problèmes rencontrés au niveau des câbles

Les élongations : un câble de remontée mécanique est soumis à des contraintes très importantes. Des contraintes de tension. Le câble n'est pas inextensible, surtout un câble neuf, ce qui fait qu'à cause des forces de tensions très importantes, il s'allonge. l'allongement peut atteindre plusieurs mètres très rapidement pour un câble neuf. Sur les télésièges et télécabines existe un système de tension qui permet au câble de rester suffisement tendu (c'est le lorry). Pour des remontées neuves, la tension est régulièrement régulée en fonction de la charge de la remontée. la course du lorry peut atteindre 4 mètres (C'est le cas sur les gares Satellit pour les Phoenix 6 de chez Poma). Au bout d'un certain temps, on ne peux plus corriger l'extension du câble avec le lorry, le câble n'est plus assez tendu ce qu'il fait qu'on perd de l'adhérence sur le poulie motrice. Il est alors nécessaire de racourcir le câble. Sur les appareils neufs, mis en service au mois de décembre, il est parfois nécessaire de raccourcir le câble courant février, en pleine saison. Pour cela on enlève les sièges sur une distance de quelques centaines de mètres, on décâble, on le coupe, on le racourcit et on le re-épissure. Opération qui peut sembler étrange, mais elle se passe ainsi. On remet les sièges ensuite.
Un autre facteur peut conduire à l'augmentation de la taille d'un câble : la température. En fait, la longueur du câble peut varier en fonction des deux paramètres à la fois : force de tension et température. Une formule simplifiée permet de lier alongement, température et force exercée sur le câble.

Petit plus

La longueur du câble L dépends donc de la température T et de la force appliquée sur le câble F selon la formule (simplifiée) suivante :

L₀ représente la longueur du câble lorsqu'aucune tension ne lui est appliqué et qu'on est à une température de 0°C
est un coefficient (homogène à l'inverse d'une température), il est apellé coefficient de dilatation thermique.
T est la température en Celsius
F est la force de tension appliqué sur le câble (en Newtons)
S est la section du câble ( avec D le diamètre du câble)
E est un coefficient appellé module d'Young. E s'exprimme en Pascals (pression)

Ce qu'on peut donc dire pour simplifier c'est que plus on "tire fort" sur le câble, plus il s'allonge, et plus la température augmente, plus il s'allonge également. (cette formule a été obtenue en négligeant le poids du câble devant les forces de tension, une hypothèse pas forcément vérifiée pour le câble d'une remontée mécanique dont la masse linéique (masse par unité de longueur) est de l'ordre de 10 Kg par mètre.
Petite application numérique : considérons un câble de longueur à vide 1000 mètres, de diamètre 45mm à une température de 10°C. On lui applique une force de tension de 30 Tonnes soit soit 300 Kilo Newton. En prenant

égal à 10^-5 K^-1 et E égal à 10¹¹ Pa (valeurs trouvées dans des tables pour un câble homogène en acier) on obtient un alongement de l'ordre des 10 mètres. La température étant le facteur influant le plus dans cela.

En réalité on ne peut pas appliquer cette formule simplifiée directement (je l'ai donnée pour donner un ordre d'idée) et l'allongement du câble dépend beaucoup plus de la force de tension. De plus cet allongement est généralement irréversible. C'est à dire que le câble, une fois étiré conservera sa position étirée, d'ou le besoin de le raccourcir. En fait, dans la structure du câble est tellement complexe que les équations régissant ses déformations sont très difficiles à mettre en oeuvre.

Les problèmes de vrillage : Les problèmes de vrillage posent beaucoups de soucis aux exploitants de certaines remontées mécaniques et aux ingénieurs. En effet, ils peuvent directement remettre en question la sécurité de l'appareil lui même. Une torsion est caractérisée par une rotation du câble sur lui-même le long de la boucle de câble. Cette torsion a pour cause principale le passage du câble sur les galets des pylônes et sur les poulies retour et motrice. Si le câble est en boucle continue et sans cabines ou sièges, il n'y a aucun problème. Le problème apparait dès que l'on met une pince (de cabine, de siège ...) sur le câble. en effet, la torsion induit sur la pince un moment puisque la pince ne peut pas tourner autour du câble (pour des raisons évidentes). Lors de l'approche d'un pylône ou des poulies de renvoi, la torsion du câble est plus importante et le moment de torsion s'accumule dans la pince. Le problème survient lorsque ce moment est trop élevé, en effet, après dépassement d'une valeur limite, la pince peut se mettre à glisser sur le câble, la cabine se met donc à decendre vers l'aval, la pince n'a plus aucune adhérence sur le câble. La pince peut également casser. Il s'agit la de risques extrèmes, qui sont bien souvent, et heureusement rarement atteint.(
Cet évènement générateur d'accidents se produit généralement lorsqu'il n'y a qu'un seul véhicule sur la ligne, car la pince de celui-ci accumule un moment plus important. C'est pour cela qu'un véhicule ne doit jamais circuler seul sur une boucle de câble, il doit y en avoir plusieurs, même si un seul est utilisé. De plus, il est interdit de monter dans les premières cabines qui viennent d'être placées sur la ligne.

Quelques exemples : on peut citer l'exemple de la télécabine d'Orelle, qui par sa longueur importante et son nombre de pylône impressionant, ils sont pas moins de 36 et avec parfois un nombre de galets très important, est particulièrement soumise à ce genre de problèmes.
Sur le téléphérique débrayable "3S" de l'Olympique à Val d'Isère, ce phénomène est également présent. Les exploitants de cette remontée se sont apperçus qu'au débrayage de la pince en gare, le câble tournait sur lui même ; la pince avait donc accumulé une torsion. Il s'est avéré que le long de la ligne de cette remontée, le câble tracteur pouvait faire 80 tours sur lui même ! On a essayé de contrer ces phénomènes, en optimisant les galets, en modifiant le câble ... le problème à été réduit mais reste tout de même existant.
Sur le téléphérique de l'Aiguille du Midi, remontée prestigieuse surplombant Chamonix, il y a eu également des problèmes de vrillage de câbles, notamment au moment de la rénovation du téléphérique en 1991. Avant, la cabine du tronçon supérieur était tractée par trois câbles (et portée par un seul). Lors de la rénovation, les trois câbles furent remplacés par un unique. Peu de temps après le remplacement du câble (quelques mois) on s'est aperçu d'un vrillage particulièrement intense, à tel point que le pas de câblage du câble avait augmenté de 30% ! (le pas de câblage est pour simplifier la longueur pour laquelle un câble "externe" fait le tour autour de l'âme). Le câble a été changé mais le problème resta entier ce qui fait qu'un nouveau changement de câble a encore été nécessaire, avec cette fois des modifications sur les poulies ...

Le problème du vrillage du câble est un phénomène assez préoccupant mais qui n'existe pas à de tels points sur toutes les remontées, et heureusement ...

Voilà donc quelques aspects de la ligne qui ont été traités, les pylônes : description et différents types, le câble, l'allongement du câble et les vrillages de câble. Cette partie peut convenir tant à un télésiège à pince fixe que débrayable, une télécabine, un funitel, un 3S, un téléphérique ...

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