Le frein pneumatique




Le frein pneumatique représente actuellement le système de freinage le plus répandu dans le monde, mais aussi le plus ancien puisque ses principes de conception n'ont guère changé depuis l'invention de Georges WESTINGHOUSE (voir la page sur l'histoire du freinage ferroviaire).

Néanmoins, les progrès techniques, notamment en ce qui concerne l'appareillage pneumatique, et l'apport de l'électricité ont permis d'améliorer considérablement les performances de ce type de frein.

 

Principes de base

Le principe de base du frein pneumatique consiste à transmettre les consignes de freinage émises par le conducteur par le biais d'une conduite pneumatique parcourant toute la longueur du train. Cette conduite est appelée Conduite Générale de frein (CG).

Deux principes ont co-existé durant des dizaines d'années :

Les deux types de frein pneumatique répondent intrinsèquement à l'un des deux postulats de base du freinage ferroviaire, à savoir l'automaticité du frein (voir la page correspondant aux principes du freinage) : toute rupture de la CG conduit à une baisse ou une hausse de pression (selon le cas) sur les deux parties du train de part et d'autre du point de rupture, entraînant par là-même l'application des freins sur ces deux parties (quelles soient ou non restées mécaniquement solidaires).

Le frein à vide a longtemps été utilisé dans certains pays d'Europe (Royaume-Uni notamment), ainsi qu'en Afrique et en Asie. Mais la faible plage de pression utilisable (compte-tenu de la difficulté de créer le vide) nécessitait l'installation de cylindres de frein très volumineux. Par ailleurs, la tolérance aux fuites est bien moindre que pour le frein pneumatique à air comprimé. C'est pourquoi ce frein est en voie de disparition (il n'est plus que sporadiquement utilisé en Afrique et en Asie), les Exploitants transformant progressivement le matériel récent au frein pneumatique à air comprimé, et réformant le matériel ancien.


Les principaux standards

Le frein pneumatique à air comprimé s'est donc imposé comme système universellement utilisé sur l'ensemble de la planète. Très vite, trois standards sont apparus afin de permettre l'interopérabilité des matériels d'un pays à l'autre d'une même zone. Ces trois standards sont :

· Le standard UIC (Union Internationale des Chemins deFer) : il prévaut essentiellement en Europe et en Afrique, ainsi qu'en Inde.

· Le standard AAR (Association of American Railways) : il a cours sur le continent américain (de l'Alaska à la Terre de Feu...), ainsi que couramment en Asie et Océanie.

· Le standard soviétique (frein Matrosov) : il n'a cours que dans les anciennes républiques de l'URSS.

Les différents standards ne différent essentiellement que par les performances minimales requises et les exigences de couplabilité physique des véhicules, les principes de fonctionnement étant identiques. La couplabilité entre le frein UIC et le frein AAR est même possible sans trop de restrictions pour un fonctionnement en secours.

 

 

Nous détaillerons principalement le frein UIC, puisque c'est celui qui est appliqué en Europe (et donc notamment à la SNCF). Il faut noter que les requis de l'UIC ne sont généralement respectés intégralement que pour les véhicules destinés aux services internationaux (voitures sous régime RIC et wagons). Pour les autres matériels, réservés aux services intérieurs ou(et) de type automoteurs / automotrices, le frein pneumatique n'est dit que de "type UIC", ses principes de fonctionnement répondant globalement aux standards UIC mais le fonctionnement détaillé pouvant présenter des modes non compatibles avec une interopérabilité totale : c'est le cas notamment des matériels automoteurs (TGV, Z2N, XTER, ATER, TER2N, etc…).

Après avoir examiné les principes de fonctionnement des principaux appareils utilisés en freinage pneumatique à air comprimé, nous détaillerons un peu plus l'architecture typique de chaque type de matériel roulant. Attention ! Il ne s'agit pas ici d'être exhaustif, ni de prétendre que tous les véhicules d'un même type sont équipés du même équipement de frein... Mais les explications données ici vous permettrons de mieux appréhender les équipements de frein caractéristiques.