Écartement des voies
L'écartement est la distance entre les faces internes des deux rails. Un train ne peut circuler que sur une voie de son propre écartement : les choix d'écartement faits au XIXe siècle façonnent donc encore aujourd'hui les réseaux ferroviaires.
La voie normale (1 435 mm, soit 4 ft 8½ in) est utilisée par environ 55 % des lignes du monde, dont la majeure partie de l'Europe, l'Amérique du Nord et la Chine, ainsi que par la quasi-totalité des lignes nouvelles à grande vitesse. Les voies larges ont un écartement supérieur et les voies étroites un écartement inférieur. Là où deux écartements se rencontrent, les voyageurs doivent changer de train, les bogies doivent être échangés, ou bien des trains à écartement variable, comme certains modèles Talgo, adaptent leurs essieux en franchissant lentement une installation de changement d'écartement.
| Écartement | Nom | Principales régions |
|---|---|---|
| 1 676 mm | Voie indienne | Inde, Pakistan, Argentine, Chili |
| 1 668 mm | Voie ibérique | Espagne, Portugal |
| 1 600 mm | Voie irlandaise | Irlande, certaines régions d'Australie et du Brésil |
| 1 520 mm | Voie russe | Russie, ex-URSS, Mongolie (Finlande : 1 524 mm) |
| 1 435 mm | Voie normale | Majeure partie de l'Europe, Amérique du Nord, Chine, lignes à grande vitesse |
| 1 067 mm | Voie du Cap | Japon (lignes classiques), Afrique du Sud, Nouvelle-Zélande, Indonésie |
| 1 000 mm | Voie métrique | Suisse, Asie du Sud-Est, Afrique de l'Est, nombreux réseaux de tramway |
| 760 mm | Voie bosniaque | Autriche, Balkans (chemins de fer de montagne et forestiers) |
| 600 mm | Voie de 60 | Chemins de fer industriels, militaires et touristiques |
Disposition des essieux (notation UIC)
La classification UIC décrit la disposition des essieux d'une locomotive ou d'une automotrice. Les lettres majuscules indiquent le nombre d'essieux moteurs consécutifs (A = 1, B = 2, C = 3, D = 4) et les chiffres le nombre d'essieux porteurs. Une apostrophe (') indique que les essieux sont montés sur un bogie, et un o minuscule signifie que chaque essieu moteur possède son propre moteur.
Par exemple, Bo'Bo' est la disposition la plus courante des locomotives électriques modernes : deux bogies comportant chacun deux essieux moteurs à entraînement individuel. Co'Co' comporte deux bogies à trois essieux et est typique des locomotives de fret lourd. (A1A)(A1A) désigne deux bogies à trois essieux dont seuls les essieux extrêmes sont moteurs. Sur les tramways articulés, Bo'2'Bo' désigne deux bogies moteurs encadrant un bogie porteur, et le signe plus (+) sépare les éléments attelés entre eux.
Les locomotives à vapeur peuvent aussi être décrites en notation UIC, parfois suivie de lettres indiquant le type de vapeur et de moteur : 2'C1' h2 désigne une locomotive Pacific (deux essieux porteurs avant sur un bogie, trois essieux moteurs accouplés, un essieu porteur arrière) à vapeur surchauffée (h) et à deux cylindres.
Notation Whyte des locomotives à vapeur
Dans les pays anglophones, les locomotives à vapeur sont classées selon la notation Whyte, qui compte les roues et non les essieux : le nombre de roues porteuses avant, puis de roues motrices, puis de roues porteuses arrière. Une 4-6-2 possède quatre roues porteuses avant, six roues motrices accouplées et deux roues porteuses arrière. Les locomotives articulées ajoutent un groupe, comme la 4-8-8-4 « Big Boy ». De nombreuses dispositions portent un nom :
| Whyte | Nom | Usage type |
|---|---|---|
| 0-6-0 | Six roues accouplées | Manœuvre et fret léger |
| 4-4-0 | American | Trains de voyageurs du XIXe siècle |
| 2-8-0 | Consolidation | Fret |
| 4-6-0 | Ten-wheeler | Service mixte |
| 4-6-2 | Pacific | Trains express de voyageurs |
| 2-8-2 | Mikado | Fret |
| 4-8-4 | Northern | Express lourds et fret rapide |
| 4-8-8-4 | Big Boy | Fret lourd en traction articulée (Union Pacific) |
Systèmes d'électrification
Les trains électriques captent le courant sur une ligne aérienne de contact (caténaire) ou sur un troisième rail. Plusieurs systèmes coexistent dans le monde, c'est pourquoi de nombreuses locomotives et automotrices sont construites en version multisystème :
Le 600–750 V continu est la norme pour les tramways, les métros et les réseaux de banlieue alimentés par troisième rail. Le 1,5 kV continu est utilisé aux Pays-Bas, dans le sud de la France et sur les lignes classiques du Japon. Le 3 kV continu équipe l'Italie, la Belgique, la Pologne, le réseau espagnol à voie ibérique et une partie de la Russie. Le 15 kV 16,7 Hz alternatif est le système de l'Allemagne, de l'Autriche, de la Suisse, de la Suède et de la Norvège. Le 25 kV 50 Hz alternatif est utilisé en France, au Royaume-Uni, en Chine, en Inde et sur la plupart des lignes à grande vitesse, tandis que le Shinkansen japonais utilise le 25 kV en 50 ou 60 Hz selon la région.
Puissance, effort de traction et vitesse maximale
La puissance (kW ou hp) correspond au débit d'énergie qu'une locomotive peut transmettre à ses roues. Elle détermine la vitesse qu'un train peut tenir en rampe et la rapidité avec laquelle il accélère une fois lancé. La puissance continue est celle que l'engin peut fournir indéfiniment, tandis que les puissances de courte durée peuvent être plus élevées.
L'effort de traction (kN ou lbf) est la force de traction exercée à la jante des roues. L'effort de traction au démarrage, limité par l'adhérence entre la roue et le rail, détermine le train le plus lourd qu'une locomotive peut démarrer ; c'est pourquoi les locomotives de fret lourd sont à la fois lourdes et dotées de nombreux essieux moteurs. La charge par essieu est le poids supporté par chaque essieu ; elle détermine les voies et les ouvrages d'art qu'un véhicule peut emprunter.
La transmission décrit la manière dont la puissance du moteur parvient aux roues. Les locomotives diesel-électriques utilisent une génératrice et des moteurs de traction électriques, les diesel-hydrauliques un convertisseur de couple et les diesel-mécaniques une boîte de vitesses, comme une voiture.
Types de matériel roulant
Une locomotive est un engin de traction qui remorque des voitures ou des wagons. Une automotrice est une rame de voitures voyageurs disposant de sa propre motorisation, électrique (EMU), diesel (DMU) ou diesel-électrique (DEMU). Un autorail est un véhicule autopropulsé à caisse unique, et une voiture pilote (ou remorque pilote) est une voiture non motorisée dotée d'une cabine de conduite, utilisée pour la marche réversible.
La composition d'une automotrice indique son nombre de voitures et, souvent, la répartition entre voitures motrices (M) et remorques (T, de l'anglais « trailer ») : « 4 voitures (2M2T) » signifie deux voitures motrices et deux voitures non motorisées. Retrouvez toutes les catégories sur notre page types de trains.
Unités et conversions
Nos fiches techniques utilisent les unités métriques et indiquent leurs équivalents en unités impériales : 1 km/h = 0,621 mph, 1 kW = 1,341 hp, 1 kN = 224,8 lbf, 1 tonne = 2 204,6 lb et 1 m = 3,281 ft. Les masses sont exprimées en tonnes métriques (1 000 kg).