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Les sous-stations de traction

R. Godin, ingénieur principal.

mercredi 31 août 2011, par rixke

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 Quel est leur rôle ?

En Belgique, les locomotives et les automotrices électriques sont alimentées en courant continu, à la tension nominale de 3.000 V.

Bruxelles-Nord pupitre du répartiteur.

Le rôle des sous-stations de traction est de transformer le courant « industriel » alternatif triphasé, provenant des centrales sous des tensions diverses, en courant continu « de traction » 3.000 V ; ce courant est alors transporté et distribué par les « lignes caténaires » aux véhicules électriques circulant le long des voies.

Cette transformation se fait dans les « groupes transformateurs-redresseurs à vapeur de mercure », qui constituent les organes principaux des sous-stations.

 Quelle est la distance normale entre sous-stations ?

En principe, les sous-stations sont situées le long des lignes électrifiées à des distances ne dépassant pas 40 kilomètres ; au-delà de cette limite, les chutes de tension et les pertes d’énergie dans les lignes caténaires deviendraient trop considérables.

D’autre part, il est très intéressant de situer les sous-stations aux nœuds ferroviaires importants, pour qu’elles puissent alimenter simultanément plusieurs lignes en parallèle. Tel est le cas des sous-stations de Bruxelles-Midi, Bruxelles-Nord, Louvain, Ottignies. Namur... Cette dernière condition réduit parfois considérablement la distance entre sous-stations voisines.

Un disjoncteur 70.000 volts.

Enfin, il y a lieu de tenir compte de la situation des centrales ou des postes de distribution importants qui peuvent alimenter les sous-stations dans de bonnes conditions.

Au total, si l’on considère l’ensemble des 850 kilomètres de lignes électrifiées ou en cours d’électrification, alimentées par 19 sous-stations de traction, on voit que la longueur moyenne de lignes alimentées par chacune d’elles est de 45 kilomètres.

 Comment sont-elles alimentées ?

Le réseau belge ne possède pas de centrale propre. En effet, pour être intéressante, une centrale doit être relativement importante. Il faudrait donc établir une centrale unique, par exemple dans la région bruxelloise. Mais, dans ce cas, le transport de l’énergie jusqu’aux points éloignés du pays : Ostende, Liège, Arlon... nécessiterait un réseau de transport d’énergie étendu et très coûteux, qui, presque partout, ferait « double emploi » avec les réseaux industriels existants.

Un transformateur principal.

Aussi, chaque sous-station est-elle alimentée par les centrales, les postes et les réseaux situés dans le voisinage. Ceci entraîne d’ailleurs une multiplicité de tensions primaires d’alimentation, variant de 11.000 V à 70.000 V, qui s’oppose à la standardisation du matériel « haute tension ».

Sous-stations et caténaires

Les caractéristique de l’énergie électrique (3.000 volts, courant continu) que « sucent » nos moteurs de traction ont été choisies entre 1930 et 1935, quand elles constituaient le « nec plus ultra » de la traction électrique. A l’heure actuelle, malgré les progrès énormes de l’électrotechnique, elles se défendent encore très bien. Nos installations comptent parmi les plus légères et les plus économiques du monde ferroviaire.

L’énergie électrique est produite, dans les centrales, sous des tensions diverses, en courant alternatif. Il faut donc transformer celui-ci en courant continu. Cette transformation se fait dans les sous-stations, dont il est question ici.

Un poste haute tension (du type extérieur pour la tension 70.000 volts ; du type intérieur pour les tensions de 36.000 volts minimum) est alimenté par le réseau interconnecté des centrales. A travers les disjoncteurs protégeant l’installation contre courts-circuits et autres défauts, le courant alternatif est amené :

  • aux transformateurs, qui abaissent la tension à 3.300 volts ;
  • aux redresseurs à vapeur de mercure, qui changent la nature du courant (d’alternatif en continu).



De là, au-travers d’un nouvel étage de protection (les disjoncteurs ultra-rapides individuels des conduites), l’énergie part alimenter les lignes de contact, appelées « lignes caténaires ».

En voie principale, le caténaire est composé d’un porteur principal (en bronze) qui soutient, au moyen de pendules (suspensions verticales), un porteur auxiliaire (en cuivre au cadmium), auquel le fil de contact est lui-même suspendu.

Les voies accessoires sont équipées soit de caténaires sans porteur auxiliaire, à un ou deux fils de contact, soit de simples fils de contact en suspension « tramway ».

Les lignes de transport du « réseau primaire » allant des centrales et des postes de distribution aux sous-stations de traction sont en câbles souterrains pour les tensions de 11.000 V à 36.000 V, et en lignes aériennes pour les tensions supérieures.

Denderleeuw : poste H.T. extérieur.

Elles appartiennent aux fournisseurs de courant ; la S.N.C.B. achète, en effet, l’énergie électrique aux bornes d’entrée des sous-stations.


Source : Le Rail, avril 1958