biscatrain - nanotrain

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Merci de votre fidélité.

L'objectif d'une gare souterraine est de pouvoir faire stationner des convois entiers qui échappent temporairement à la vue de l'exploitant et des visiteurs, en les faisant réapparaitre selon un cycle déterminé dans la partie visible du réseau. 
L'intérêt est d'autant plus grand lorsque ce cycle peut être automatisé, car l'alternance de circulation des trains évite une certaine lassitude liée à l'évolution des mêmes convois. 
La création d'une seconde gare souterraine sur Biscatrain répond à ce souci, car la précédente n'est accessible que par une bifurcation et complique fortement la circulation des autres trains sur les voies principales bloquées par un carré rouge lorsque celle-ci est enclenchée.  
L'accès aux 5 voies de la nouvelle gare souterraine se fait via la voie principale bouclée et permet désormais de faire circuler alternativement  cinq rames différentes à tour de rôle, tout en maintenant la sécurité de bloc automatique sur les 7 cantons du circuit principal développant 100 mètres environ. 
J'ai reproduit ci-dessous le schéma complet de câblage mettant en oeuvre des automatismes réalisés à partir d'ILS actionnés par des aimants au passage des trains, agissant sur des relais bistables. Je précise que cette solution est appliquable quels que soient les modes d'alimentation retenus (analogique ou digital) et la réalisation à la portée de tous.

Erratum

Le schéma ci-dessous comportait des erreurs de câblage concernant l'alimentation des voies souterraines, qui rendaient inopérant l'automatisme décrit. Fort heureusement, un internaute expérimenté a pris l'excellente initiative de m'en faire part, et j'ai refait un schéma que je vous livre à nouveau, avec le processus de fonctionnement détaillé.
   

Ci-dessous schéma rectificatif

Principe de fonctionnement (rectificatif) 

1/ au départ du cycle, cinq rames stationnent sur chacune des 5 voies de la gare souterraine
    la voie 1 est alimentée par le contact repos du relais R1

2/ le train A arrive sur la voie 1, franchit l'ILS A :
    excitation du relais R1
    coupure alimentation voie 1
    train A stoppe
    voie 2 alimentée via le contact travail de R1 et le contact repos du relais R 2
    départ du train B sur voie 2
    aiguillage A1 dévié  

3/ le train B franchit les aiguillages de sortie (talonnables) fait un tour complet du circuit   
    bouclé, et revient sur la voie 2 (aiguillage A1 dévié) puis franchit l'ILS B :
    excitation du relais R2 (R1 reste également excité)
    coupure alimentation voie 2
    train B stoppe
    voie 3 alimentée via le contact travail de R1 et R2 et le contact repos du relais R3
    départ du train C sur voie 3
    aiguillage A2 dévié (A1 reste également en position déviée)

4/ le train C franchit les aiguillages de sortie (talonnables) fait un tour complet du circuit  
    bouclé, et revient sur la voie 3 (aiguillage A1 et A2 déviés) puis franchit l'ILS C :
    excitation du relais R3 (R1 et R2 restent également excités)
    coupure alimentation voie 3
    train C stoppe
    voie 4 alimentée via le contact travail de R1, R2, R3 et le contact repos du relais R4
    départ du train D sur voie 4
    aiguillage A3 dévié (A1 et A2 restent également en position déviée)

5/ le train D franchit les aiguillages de sortie (talonnables) fait un tour complet du circuit 
    bouclé, et revient sur la voie 4 (aiguillages A1, A2, A3 déviés) puis franchit l'ILS D :
    excitation du relais R4 (R1, R2, R3 restent également excités)
    coupure alimentation voie 4
    train D stoppe
    voie 5 alimentée par les contacts travail des relais R1, R2, R3, R4
    départ du train E sur voie 5
    aiguillage A4 dévié (A1, A2, A3 restent également en position déviée)

6/ le train E franchit les aiguillages de sortie (talonnables) fait un tour complet du circuit
    bouclé, et revient sur la voie 5 (aiguillages A1, A2, A3, A4 déviés) franchit l'ILS E :
    les 4 relais R1 à R4 retombent (position repos)
    coupure de l'alimentation voie 5 , puisque le contact travail de R1 n'alimente plus  
    les autres contacts des relais R2 à R4
    train D stoppe
    voie 1 à nouveau alimentée par contact repos du relais R1
    départ du train A sur voie 1
           
Le cycle est bouclé, chaque convoi aura fait un tour de circuit complet de 100 mètres environ, dont la durée est fonction de la vitesse affichée (de l'ordre de 20 à 30 mn)

La totalité des circuits de voie de la gare souterraine sont intégrés dans un seul canton (le 6)et donc bénéficient de la sécurité du bloc système (en mode analogique) En mode digital, aucun risque de tamponnement des convois stationnés sur les autres voies puisque l'alimentation des sections d'arrêt des cinq voies dépend de l'itinéraire enclenché par les relais bistables au passage sur les ILS.
 
Le schéma prévoit un interrupteur à contact permanent pour la mise en marche (ou non) des automatismes ci-dessus. j'ai prévu également un bouton poussoir à contact momentané permettant la remise à zéro (RAZ) des automatismes déjà enclenchés, ce qui peut être utile lorsqu'on veut rétablir en cours de cycle le passage systématique sur la voie principale 1

L'alimentation des moteurs d'aiguillages A1 à A4 est basé sur l'excitation de relais de type PTT (48 V) qui donne la position déviée, soit un seul contact utile (travail) du relais correspondant. Si l'on utilise des moteurs classiques d'aiguillages (solénoîdes) il faut rajouter un fil supplémentaire (en pointillé orange sur le schéma) pour donner la position non déviée (repos) sachant que dans ce cas, les moteurs doivent avoir impérativement une coupure d'alimentation en fin de course, car la tension permanente sur chacune des bobines détruirait ces dernières.
D'où l'intérêt d'utiliser des relais et non des moteurs d'aiguillage pour actionner ces derniers. 


La platine ci-dessus comporte cinq relais bistables dont quatre serviront à la mise en oeuvre des automatismes. Ce type de relais (tout un lot trouvé sur Ebay) a l'avantage de fonctionner sous une tension faible (9 - 12 V) et comporte des leviers à bascule (jaune) pour activer manuellement la position repos/travail. Ainsi, même lorsque l'interrupteur général actionnant les automatismes est coupé, il est possible de gérer manuellement  chaque voie de la gare souterraine. Dans ce cas, le capot de protection (visible sur le cinquième relais) doit être ôté.

 
Sur cette photo, on apercoit la disposition des contacts R/T qui acceptent des tensions/ampérages élevés, ce qui est utile lorsqu'on utilise des moteurs d'aiguillages à forte consommation (type Peco) Les relais ont été soudés sur une platine dont les trous au pas normalisé correspondent exactement aux plots des relais


Vue de dessous de la platine avant connexion

Avant de câbler la platine relais, il importe de positionner correctement les ILS sur les cinq voies concernées. Pour avoir une marge de sécurité lors de l'arrêt de chaque train, il convient de les situer à environ 50 cm de la zone de coupure située juste avant les aiguillages de sortie. La vitesse devra être réduite sur toute la zone de gare souterraine et la longueur de chaque voie suffisamment longue pour que le dernier wagon de la rame ait franchi l'aiguillage d'entrée avant que sa position soit déviée au passage sur l'ILS. Les cinq voies sur Biscatrain développent chacune entre 4 et 5 m de longueur, donc pas de problème de cette nature.


Les ILS sont positionnés dans l'axe de la voie, et un léger fraisage des traverses centrales permet de les enfoncer suffisamment pour qu'ils soient au même niveau que les rails. J'ai constaté que le wagon Roco Clean du commerce accrochait avec son patin au passage de l'ILS, ce qu'il faut éviter. A noter que ce travail n'a pas encore été fait sur cette photo représentant la sortie de la première gare souterraine. 


J'ai choisi des aimants miniatures au néodyme qui sont très puissants. Ils peuvent être fixés sous la loco de tête (de préférence) ou sous le premier wagon du convoi, ainsi que le montre la photo suivante. 


J'ajoute que le schéma décrit ci-dessus peut-être simplifié si l'on utilise des moteurs d'aiguillages pourvus de plusieurs contacts R/T auxiliaires qui remplaceront les relais bistables, et sous réserve qu'ils soient équipés d'une coupure de courant en fin de course, sinon bye bye les solénoides !!!!!!

Il ne me reste plus qu'à terminer la pose des cinq voies souterraines pour effectuer les branchements décrits ci-dessus. Le prochain article devrait clore ce chapitre. 
Donc à bientôt....

Mille excuses pour le schéma erroné publié à l'origine de l'article!!!!!      

 

La pose de la nouvelle voie souterraine avance pas à pas, elle cheminera quasiment sur les huit modules au niveau zéro, ce qui rend sa construction plutôt difficile, puisque tout se fait sous le réseau. Aussi, pour éviter les courbatures, j'alterne les travaux souterrains avec des montages qui eux se réalisent en atelier ..........et en position assise!!!!!!
Nous en étions restés sur la courbe nord/ouest où vont s'amorcer les voies de la seconde gare souterraine situées sur la facade nord du réseau. 
Les aiguillages sont maintenant posés, ils ne seront pas équipés de moteurs, puisque pris de talon, par contre, les lames doivent se déplacer très librement sans résistance au passage des convois. J'ai choisi des aiguillages Roco Line code 83 qui sont bien adaptés pour cette utilisation.

 
au premier plan, la voie principale sur laquelle s'embranche les 4 voies de stationnement de la gare souterraine


vue de l'embranchement dans l'autre sens (sortie de la gare)


On change de côté. Sur cette photo, c'est l'entrée de la gare souterraine dont les aiguillages seront situés immédiatement en bas de la rampe hélicoidale nord/est (sous la gare terminus) La plateforme en CP de 8 mm a été testée pour vérifier son emprise, et les aiguillages Roco seront équipés de moteurs, car pris en pointe.

 

le raccordement avec la rampe a nécessité le tronconnage de plusieurs chandelles, et il fallait maintenir le trou d'homme pour accéder à la trappe de visite. Un casse tête aujourd'hui résolu!!!!!


Beaucoup de fils électriques à cet endroit, il faudra recâbler correctement après pose définitive des voies.......


A ce stade, nouveau problème, il faut lancer une ligne de caténaire rigide sous la plateforme de la rampe car la hauteur de la nouvelle voie se situe à 7 cm de celle ci et il faut guider les pantographes pour éviter tout accrochage avec la plateforme supérieure en CP. Première opération, enfiler/coller des petites troncons de fil de laiton (diamètre 1,5 mm) en forme d'équerre sous la rampe qui permettront de souder la caténaire. 

 
Photo vu de dessous de la rampe qui se situe à la verticale du premier aiguillage d'entrée de la gare souterraine. Un fil de caténaire rigide en laiton est soudé sur les petits supports et permettra aux pantographes de glisser sans accrocher la plateforme en CP. 


On change d'activité!!!! La totalité du réseau est équipé de moteurs de ce type qui sont en fait des relais PTT de récupération. 
avantages:
deux fils pour les faire fonctionner au lieu de trois dans la plupart des aiguilles du commerce, une résistance élevée (entre 1000 à 3000 ohms) sous 48 V continu, ce qui représente une consommation minime par appareil et donc facilite la création d'itinéraires, et une fiabilité/robustesse garantie à vie. j'ajoute, de nombreux contacts R/T (alimentation pointe de coeur des aiguillages, signalisation, automatismes.....) coût zéro.........merci à mon ami André GAY qui m'a fournit ce lot. 
inconvénients:
leur encombrement sous la table de roulement
l'adaptation à mettre en oeuvre pour actionner les lames d'aiguillages


Pour les fixer sous la table, il faut positionner deux petites équerres en alu découpées dans un profilé adéquat pour que les relais soient bien stables


Une petite tige en laiton de 1,2 mm de diamètre coudée est soudée sur la partie mobile du relais. Elle actionnera les lames de l'aiguillage en position déviée ou non selon l'état d'exitation. (pas d'alimentation = position non déviée, alimentation = position déviée)


gros plan sur les contacts (ici repos/travail) qui alimenteront correctement la pointe de coeur.


les aiguillages Roco sont équipés d'origine de trois plots sur les extrémités des traverses qui permettent d'alimenter les pointes de coeur à partir d'un contact repos/travail.


vu de dessous, les fils sont raccordés aux contacts du relais en respectant bien la polarité des rails concernés.  


Un repérage sous la plateforme des branchements à faire facilite ensuite le raccordement électrique avec le reste du réseau. 
Tout doit être testé avant de positionner l'ensemble  définitivement. 


Les moteurs sont posés, un dernier test de roulement sur les appareils confirment que le matériel roulant passe sans problème, je vais pouvoir raccorder cette partie au reste du réseau. Le plus dur est fait!!!!!!!
Je me suis attardé un peu sur la motorisation des aiguillages, afin d'éclairer, dans la mesure du possible, les personnes susceptibles d'utiliser ce type de relais, dont le fonctionnement  est très fiable. Par ailleurs, le câblage est simplifié dans la mise en oeuvre d'automatismes par rapport aux motorisations classiques (solénoîdes) 

La suite des travaux portera sur la suppression de l'ancien tracé et le raccordement définitif avec la voie principale du réseau.


 

La gare souterraine est sans doute la solution la plus efficace pour loger (sans augmenter la surface du réseau) de nombreuses voies permettant de garer des convois entiers. Encore faut-il que le réseau ait été conçu à l'origine avec plusieurs niveaux et que son niveau zéro soit accessible.

L'autre solution est d'avoir de la place disponible et de créer des coulisses aux extrémités du réseau, qui pourront se situer au niveau souhaité, mais là, il faudrait casser les murs!!!!!! 

La conception de biscatrain en forme de caisson ajouré se prête bien à ce type d'intervention, car sa plus grande surface au niveau zéro est inoccupée (hormis la gare souterraine de neuf voies déjà existantes) ce qui m'a permis de revoir les plans d'origine (voir article précédent relatif au nouveau tracé) 

Reste la mise en oeuvre qui n'est pas simple, car il faut travailler sous le réseau, créer les plateformes qui recevront les voies, et tronconner de nombreuses chandelles d'infrastructures qui se trouvent sur le nouveau tracé. La suppression d'appareils de voie, la pose de nouveaux, la modification du câblage électrique, l'ouverture de vitrines en facade, la mise en place d'automatismes, tout doit être bien planifié!!!!!! 

Je vais essayer de vous livrer chronologiquement le détail des interventions au fur et à mesure de l'avancement des travaux, sachant que le trafic doit être interrompu un minimum de temps, juste le temps du raccordement de la voie principale à la nouvelle gare souterraine. 


En facade sud/ouest, suppression d'un aiguillage qui donnait sur une voie de la gare souterraine existante. Les éclisses ayant été soudées à l'origine, les rails ont dû être tronconnés. Le décollage se fait sans trop de dégât avec un couteau de peintre, la colle vinylique très diluée ne résiste pas trop.


Un coupon de rail (Roco Line souple code 83) mis en forme remplace l'aiguillage d'origine. Les éclisses sont enfoncées de chaque côté des rails sur l'équivalent de deux traverses et ne dépassent pas de leur extrémité. Une fois le coupon de rail positionné (ne pas oublier de coller son support) les éclisses seront repoussées avec une pince à long bec fine de part et d'autre des rails encadrés pour établir une jonction électrique parfaite.


La facade sud/ouest du réseau comportait deux petites fenêtres qui ont été remplacées par une seule ouverture plus large, après sectionnement d'une chandelle (coupe en oblique visible sur la photo) qui se trouvait sur le tracé de la voie nouvelle.
Une plateforme en CP de 8 mm a été posée le long de cette ouverture recouverte d'une plaque en dépron 


La voie a été posée et j'ai confectionné une vitrine avec des glissières en PVC et du verre synthétique, sur le même modèle que ceux déjà existantes tout au long de la facade sud du réseau. Cette voie (principale) qui va longer toutes les vitrines permettra de voir circuler les rames au niveau zéro


Jusque là, no problem.....car l'accès devant le réseau est facile. j'attaque maintenant le module nord/est (sous la gare terminus) dont on voit la rampe hélicoidale qui doit être prolongée. A cet endroit, une chandelle doit être sectionnée au ras du bâti (niveau zéro) et de la rampe supérieure (niveau + 10 cm) Une bonne scie égoîne bien affutée, quelques courbatures et le tour est joué!!!!

 
Sous le module 4, même problème, il faut sectionner (ici niveau + 15) mais s'agissant d'une chandelle porteuse, il faut renforcer l'infrastructure


Une nouvelle traverse horizontale traversant le module sur toute sa largeur a été posée pour préserver la rigidité du réseau. 


Toutes ces opérations malmènent le dos (pire que le tennis!!!) je passe à autre chose de plus reposant, la construction d'un nouvel aiguillage dont la géométrie de la courbe extérieure doit être exactement celle du tracé de la voie de sortie de la gare souterraine existante. Pour relever le tracé exact, j'ai utilisé une feuille de calque que j'ai pressé avec deux doigts sur la voie afin d'imprimer en relief la courbe des deux rails. C'est cette feuille qui m'a permis de créer l'aiguillage ci-dessus, selon les méthodes déjà exposées dans de précédents articles. S'agissant d'un aiguillage caché, pas de tirefonds, tous les éléments sont collés à la cyanolit et des plaques de circuits imprimés soudés renforcent sa structure. 
L'aiguillage en dessous (enroulé à droite) est une production Roco (R5/6) dont la géométrie n'était pas adaptée aux besoins du nouveau tracé. 


Bon, le dos va mieux, on retourne sous le réseau, côté sud/est où quelques chandelles gênent encore le tracé.......même traitement, mais l'accès est de plus en plus difficile!!!!!


On apercoit sur cette photo une partie de la sortie de la gare souterraine existante (cinq voies) après la suppression de l'aiguillage donnant sur la cinquième voie qui va devenir une voie principale du réseau (au fond à droite)


Un coupon de rail a été positionné pour assurer la jonction de la quatrième voie de la gare souterraine. Une plateforme en CP de 8mm a été rajoutée (a gauche sur la photo) sur laquelle passera la voie principale.


La voie principale vient d'être posée, elle raccorde la sortie de la gare souterraine sur l'aiguillage que j'ai fabriqué (tout au fond à gauche). Il reste à adapter le tracé de la caténaire qui franchit à cet endroit le dessous de la rampe hélicoidale sud/est situé à + 7 cm. Le pantographe levé de la BB9004 montre qu'il doit être abaissé, sinon, il sera araché. Un fil de laiton de 1,5 mm de diamètre soudé sur deux supports en laiton de 3 mm de diamètre permet cette opération en douceur. 

  
Autre photo montrant la disposition du fil de caténaire à l'amorce de la rampe hélicoidale. 


La jonction sud/est est prête. On retourne sur cette photo sur le module nord/ouest où la plateforme est posée sur tout le pourtour extrême. A cet endroit, pas de chandelle à tronconner!!!!! beaucoup de découpe, mais l'accès est encore facile.
Le nombre important de traverses horizontales constituant l'ossature du réseau permet de poser et de fixer les plateformes (vissage sans collage) en utilisant des section de CP assez courtes (50 cm)


L'utilisation de rail flexible (au mètre) pose parfois des problèmes de raccordement sur des tracés en courbe. Une solution est de sortir une section de traverses à chaque extrémité (il y en a quatre par rail flexible) et de cintrer les deux files de rail pour leur donner la courbe souhaitée (opération facile en les faisant glisser en force entre deux doigts) inutile de cintrer la partie centrale qui suivra le mouvement de flexion du rail durant la pose.


La géométrie du rail flexible devient celle de la photo ci-dessus, et évite ainsi les cassures souvent constatées aux points de liaison sur un tracé en courbe.


photo du point de jonction de deux rails flexibles (il faut éviter toute rupture d'alignement/cassure) qui pourrait causer des déraillements. Quelques punaises maintiennent les rails pendant la phase de collage.


la grande courbe parabolique à l'extrême ouest du réseau est en place. Elle débouche sur l'arrière du réseau où se situera la seconde gare souterraine (cinq voies). J'ai prévu de mettre en place un automatisme à base d'ILS et de relais bistables pour faire circuler chaque convoi stationnant sur l'une quelconque des voies, augmentant ainsi les capacités d'exploitation, tout en libérant quelques voies de départ/d'arrivée de la gare terminus.   


A suivre: construction et exploitation de la nouvelle gare souterraine dans prochains articles