Le chauffage des voitures

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La chaleur émise par un radiateur peut se transmettre de deux façons différentes : par convection et par rayonnement. Dans le cas de la convection, l’air qui se trouve au voisinage immédiat du radiateur s’échauffe, et son poids spécifique, s’en trouvant diminué, se déplace vers le haut, cédant sa place à de l’air plus froid qui suit le même chemin ; la chaleur est donc transportée par l’air et a une tendance à s’accumuler vers le haut. Dans le cas du rayonnement, la chaleur est transmise uniquement par des radiations qui traversent l’air et ne cèdent leur énergie qu’aux masses qu’elles rencontrent ; ces radiations peuvent être dirigées (voir « Le Rail » n° 112).

Dans les nouvelles voitures du service intérieur, la S.N.C.B. utilise des radiateurs semi-radiants (fig. 8). Une partie de la chaleur est rayonnée parallèlement au plancher, corrigeant ainsi le défaut de la convection qui tend à établir une température plus élevée au plafond qu’au sol.

Les batteries de chauffe destinées au chauffage par air sont équipées d’éléments chauffants électriques semblables à ceux décrits plus hauts et d’éléments de chauffage vapeur généralement constitués par de simples tubes.

 Régulation.

La régulation peut être manuelle ou automatique.

Dans le premier cas, les voyageurs disposent d’une manette leur permettant de couper et de graduer le chauffage. Dans le deuxième cas, un dispositif, fondé sur des mesures de température, contrôle automatiquement le fonctionnement du chauffage ; toutefois, certains de ces dispositifs automatiques offrent au voyageur le choix de la température désirée, entre certaines limites tout au moins (par exemple, entre 18° et 24° C).

La régulation manuelle n’est utilisable qu’en chauffage vapeur. Dans ce cas, il est possible de graduer le chauffage en contrôlant l’arrivée de la vapeur dans les radiateurs. Dans le cas du chauffage électrique, on ne peut régler le chauffage qu’en laissant ou en ne laissant pas passer le courant dans les radiateurs : le radiateur fonctionne alternativement, la régulation étant réalisée par le contrôle du rapport entre les durées de chauffe et celles d’arrêt. D’autre part, les périodes de chauffage et de non-chauffage doivent être courtes si on veut éviter des variations de température perceptibles par les voyageurs (quelques minutes pour l’ensemble d’une période de chauffage et d’une période de non-chauffage). Dans ces conditions, la possibilité de régulation manuelle du chauffage électrique est exclue.

A la S.N.C.B., dans toutes les voitures chauffées par radiateurs, la régulation automatique s’effectue par thermostats (fig. 9). Tous fonctionnent selon le même principe. Un élément qui se dilate ou se déforme en fonction de l’élévation de la température contrôle un contact inséré dans un circuit électrique à basse tension. Dès que ce circuit est ouvert par l’effet du contact mobile, il coupe le chauffage en agissant soit sur une électrovalve (chauffage à vapeur), soit sur un contacteur (chauffage électrique).

Pour arriver à un résultat satisfaisant, il faut un thermostat dans chaque compartiment, ne fût-ce que pour tenir compte de l’influence de l’occupation sur le niveau thermique. D’autre part, il faut installer les thermostats en des endroits où ils mesurent, le plus exactement, en toutes circonstances, la température du compartiment.

Une régulation thermostatique réalisée dans les conditions les plus parfaites possible peut être amenée, dans certaines circonstances, à fonctionner de façon défectueuse ; ce sera, par exemple, le cas du thermostat qui, en raison d’un changement d’orientation de la voiture, se trouve directement touché par le rayonnement d’un soleil d’hiver : il s’échauffe ainsi rapidement et coupe abusivement le chauffage.

Pour le chauffage à l’air, il existe de nombreux systèmes de régulation automatique basés soit uniquement sur des mesures de températures intérieures, soit sur des mesures de températures intérieures et de la température extérieure.

Le problème est particulièrement compliqué lorsqu’il s’agit de voitures comportant plusieurs compartiments. En effet, contrairement au cas du chauffage par radiateurs, on ne dispose ici que d’une seule source de chaleur (la batterie centrale de chauffe) et il faut, à partir de celle-ci, établir une ambiance confortable dans des compartiments qui, pris individuellement, peuvent avoir des exigences très différentes. On arrive à ce résultat d’une façon plus ou moins parfaite, selon la nature et la qualité de la solution adoptée. Les solutions les plus récentes font appel à l’électronique.

A titre d’exemple, nous schématiserons le dispositif adopté pour les nouvelles voitures RIC de la S.N.C.B. La batterie de chauffe est composée de deux parties indépendantes. La première partie alimente le circuit primaire, lequel débite en permanence de l’air chaud dans tous les compartiments. Le fonctionnement de cette partie de la batterie de chauffe est automatiquement réglé, en fonction de la température extérieure, de telle sorte qu’aucun compartiment ne puisse atteindre une température suffisante, quelles que soient les conditions d’occupation ou autres. La deuxième partie de la batterie alimente le circuit secondaire, où l’air circule en permanence à une température fixe (de l’ordre de 80° C), cette température étant maintenue constante par un thermostat qui contrôle le fonctionnement des éléments de chauffage. Le circuit secondaire alimente chaque compartiment par l’intermédiaire d’un clapet motorisé qui s’ouvre ou se ferme sous l’action d’un thermostat de compartiment réglable par les voyageurs. Le circuit secondaire apporte donc, dans chaque compartiment individuellement, l’appoint d’air chaud nécessaire pour y établir une température confortable, quelles que soient les conditions réalisées dans les autres compartiments.

De tout cela, il faut conclure que le vrai problème qui se pose n’est pas de chauffer. Dans une voiture bien isolée thermiquement et bien étanche, il est toujours aisé d’installer la puissance de chauffe nécessaire. Il est déjà plus difficile de la bien répartir dans la voiture. Mais il est surtout difficile, et c’est là le vrai problème, de la régler automatiquement d’une façon satisfaisante dans toutes les circonstances et dans les conditions éminemment variables où se trouvent inévitablement les compartiments.

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