Types de trains

Une locomotive électrique puise son énergie dans une alimentation extérieure, le plus souvent une caténaire ou un troisième rail, et la convertit en effort de traction au moyen de moteurs électriques. Comme elle n'embarque ni carburant ni moteur thermique, elle offre un rapport puissance/masse très élevé, de fortes accélérations et aucune émission locale.

Une locomotive diesel produit elle-même son énergie et peut circuler sur n'importe quelle ligne, électrifiée ou non. Dans la plupart des cas, le moteur diesel entraîne une génératrice ou un alternateur qui alimente des moteurs de traction électriques (transmission diesel-électrique). Les petites locomotives et les locotracteurs de manœuvre utilisent souvent une transmission hydraulique ou mécanique.

Les locomotives à vapeur ont assuré la traction des chemins de fer du début du XIXe siècle jusqu'à leur remplacement progressif par la traction diesel et électrique après la Seconde Guerre mondiale. L'eau est chauffée dans une chaudière par la combustion de charbon, de bois ou de fioul, et la vapeur actionne des pistons reliés aux roues motrices.

Une automotrice électrique (EMU) est une rame autopropulsée dans laquelle l'équipement de traction est réparti le long du train au lieu d'être concentré dans une locomotive. Elle possède une cabine de conduite à chaque extrémité et peut être couplée à d'autres rames pour former des trains plus longs.

Un autorail diesel (DMU) est un train de voyageurs autopropulsé, mû par des moteurs diesel placés sous le plancher ou dans les caisses. Les autorails desservent les lignes régionales et rurales non électrifiées, où l'exploitation d'un train remorqué par une locomotive serait trop coûteuse.

Les tramways, ou trams, également appelés véhicules légers sur rail, circulent en ville sur des voies posées dans la chaussée ou en site propre. Ils sont généralement alimentés en courant continu de 600 ou 750 V par une ligne aérienne de contact.

Un autorail est un véhicule voyageurs autopropulsé à caisse unique, souvent capable de circuler seul ou attelé à une remorque. Les autorails se sont répandus à partir des années 1920 et 1930 sur les lignes secondaires peu fréquentées, où leur exploitation revenait bien moins cher que celle d'un train à vapeur.

Les trains hybrides combinent deux sources d'énergie, généralement un moteur diesel et une batterie, ou une alimentation électrique associée à un moteur ou à une batterie embarqués pour les sections non électrifiées. La batterie récupère l'énergie de freinage et permet au moteur de fonctionner à son régime de meilleur rendement.

Les trains à hydrogène utilisent des piles à combustible qui combinent l'hydrogène avec l'oxygène de l'air pour produire de l'électricité, en ne rejetant que de la vapeur d'eau. Ils constituent une alternative à la traction diesel sur les lignes où l'électrification serait trop coûteuse.

Les trains à turbine à gaz utilisent une turbine, souvent dérivée de l'aéronautique, pour entraîner une génératrice ou une transmission mécanique. Les turbines offrent un rapport puissance/masse élevé, mais consomment beaucoup de carburant, surtout à charge partielle.

Une voiture pilote, également appelée remorque pilote, est un véhicule non motorisé équipé d'une cabine de conduite. Placée à l'extrémité du train opposée à la locomotive, elle permet la marche réversible : le conducteur commande la locomotive à distance, si bien que le train peut repartir en sens inverse dans les gares terminus sans que la locomotive ait à effectuer une manœuvre de remise en tête.

Les véhicules de service assurent le bon fonctionnement du chemin de fer : engins d'entretien de la voie, trains d'inspection et de mesure, véhicules d'entretien des caténaires, chasse-neige, grues, engins de secours et locotracteurs de manœuvre. Certains sont autopropulsés, d'autres sont remorqués par des locomotives.

Un « slug » est une unité de locomotive équipée de moteurs de traction mais dépourvue de moteur thermique. Alimenté en électricité par une locomotive « mère » à laquelle il est accouplé, il apporte un effort de traction supplémentaire à basse vitesse pour les manœuvres en triage, le débranchement à la butte ou les trains lourds sur de fortes rampes. Les slugs sont principalement utilisés en Amérique du Nord.

Un funiculaire est un chemin de fer à câble construit sur une forte pente, dans lequel deux voitures qui s'équilibrent, fixées au même câble, se déplacent en sens inverse. Les funiculaires desservent des stations de montagne et des villes vallonnées comme Lisbonne, Budapest, Valparaíso ou Zurich.