Comprendre le chemin de fer
Les attelages
Quand vous regardez passer un train, que remarquez-vous? Les puissantes locomotives à l'avant, se servant de tous leurs chevaux vapeur pour tirer cette longue ligne de wagons. Ce qu'on remarque moins, c'est que tous ces wagons, s'étirant parfois sur plus de deux kilomètres, et transportant des milliers de tonnes de marchandises, ne se sont retenus entre eux que par des attelages mesurant moins de 30 cm de diamètre. Ils semblent ridiculement petits pour la tâche, et pourtant.

Historique
On peut supposer que l'idée d'attacher ensemble des véhicules est venue dès que le principe du guidage des roues a été trouvé. Que cela date de l'Empire romain ou des mines d'Europe n'a guère d'importance. Le principe même du « train » repose sur le lien qui unit les véhicules ensemble. Et on a vite compris que tirer plusieurs véhicules en même temps épargnait du temps, et de l'argent.

Au début du chemin de fer, on a rapidement compris que le lien devant unir les véhicules entre eux devait être solide, durable, et pouvoir se faire et défaire aisément. Il devait aussi avoir une certaine flexibilité parce que l'axe entre les wagons change dans les courbes.

Lien et cheville
Le système le plus primaire qui fut utilisé en Amérique du Nord fut le système de lien et cheville (link and pin). La conception de ce système le rendait facile à construire, mais décevant sur le plan de l'opération. Malgré sa difficulté d'opération, il fut le système le plus largement répandu en Amérique du Nord pendant le 19e siècle.

Link and pin profil

L'image ci-haut montre un système lien et cheville avec le lien (en rouge), et la cheville (en vert) en place. L'image ci-bas nous montre la même vue de dessus.

Link and pin dessus

Son principe était assez simple : au centre de la plate-forme de chaque wagon, à leur bout, il y avait une « poche ». Cette poche de fonte était munie d'un trou sur son dessus. On insérait dans cette poche un anneau oblong, connu sous le nom de lien (link). Puis, une cheville, ou pin (tige d'acier) était entré dans le trou de la poche, puis venait passer dans l'anneau, l'empêchant de ressortir de la poche. Il ne restait qu'à approcher l'autre wagon et introduire l'autre bout du lien dans l'autre poche, l'y bloquer avec une cheville, et voilà, les deux wagons étaient attachés ensemble.

Pour parvenir à mettre la cheville dans le trou du wagon récepteur, le serre-frein devait se trouver entre les deux wagons, et bien qu'il existait un bâton de bois pour tenir la cheville en place jusqu'au moment de la faire tomber dans le trou, plusieurs employés se servaient de leur main. Avec les risques que cela comportait. Plusieurs cheminots ont ainsi perdu, des doigts, des mains, et parfois même la vie. Aux États-Unis, uniquement en 1888, 518 serre-freins ont perdus la vie en attachant deux wagons ensemble.

Vers la fin du 19e siècle, 38% des accidents du chemin de fer était relié au système de lien et cheville, soit environ 11 000 accidents. Devant un tel constat, le Congrès américain passa une loi en 1893 qui obligea l'industrie à trouver une solution de compromis pour l'attelage automatique (sans intervention humaine) des wagons de chemin de fer.

Sans compter les nombreux désavantages du système de lien et cheville :

  • Le lien entre chaque wagon n'était pas serré, et le jeu des attelages était si grand que l'utilisation du frein à air récemment inventé par George Westinghouse était difficile. Les boyaux d'air touchant le sol lors de la compression des attelages, ou se rompant lorsque les attelages étaient à leur extension maximale.
  • Le système n'était gouverné par aucun standard. Si bien que les équipes pouvaient passer des heures à essayer d'appareiller les wagons ayant des poches à la même hauteur. Dans un triage, rien ne garantissait qu'un wagon puisse s'atteler à un autre.
  • Les liens étaient souvent volés, à cause de leur grande valeur sur le marché de la fonte et du métal. Leur coût de remplacement était si haut, que l'historien ferroviaire John H. White a même déclaré que, pour les patrons ferroviaires de l'époque, le vol des liens était un problème beaucoup plus préoccupant que la sécurité du personnel.
  • Plusieurs décès et blessures graves sont survenus avec ce système, car les employés devaient se rendre entre les wagons en mouvement pour les atteler.
  • Les locomotives de l'époque permettaient déjà d'opérer des convois beaucoup plus longs que ceux que le système de lien et cheville pouvait supporter. Malgré le faible poids des wagons, les trains étaient composé de quelques wagons au maximum.

La loi américaine a immédiatement créé un engouement de la part de tous les inventeurs pour trouver une solution de rechange à ce problème. Plus de 8000 brevets ont alors été déposés, en quelques années seulement. L'industrie a choisi de se tourner vers une invention de 1873, breveté par un préposé aux marchandises, et ancien officier de l'Armée de l'Union, un nommé Eli H. Janney.

attaches

L'attelage de Janney
Le principe d'opération de l'attelage de Janney est simple. Il est calqué en tout point sur une main humaine, la droite, dont les doigts sont recroquevillés. Lorsqu'une main symétriquement opposée s'en approche, les doigts qui ont alors la forme d'un crochet de grippent les uns aux autres et ils se retiennent mutuellement (note: de nos jours, les mâchoires d'attelage sont encore situées à droite). Pour parvenir à faire l'imitation d'une main, l'attelage de Janney est muni d'un crochet mobile rotatif, sur son axe vertical. Le talon du crochet se trouve dans le chemin de l'autre attelage. Lorsque le deuxième attelage arrive en contact avec le talon du crochet, ce dernier pivote, et les deux crochets se retrouvent en position fermée. Une cheville descend par gravité dans un trou situé sur le talon, et bloque le crochet en position fermé. L'attelage est maintenant indissociable. Pour séparer les deux attelages, il suffit de remonter la cheville de chaque attelage, pour permettre aux crochets de pivoter de nouveau en position ouverte. Et ce qui a rendu l'invention de Janney si rapidement acceptée, c'est parce qu'elle répondait parfaitement à la demande numéro un des chemins de fer : pouvoir être manipulée sans qu'un homme soit posté entre les deux wagons.

Janney

Cette invention sera adoptée en Amérique, mais pas en Europe, où le système de crochet et de chaîne demeurera le plus populaire jusqu'à nos jours. Même si cette invention d'une importance capitale pour le chemin est plus que centenaire, elle n'a pas beaucoup évolué. Elle est simple, facile à entretenir et fabriquer, et surtout, elle est très efficace. Encore aujourd'hui, la recherche dans ce domaine se concentre sur les techniques de fabrication et les matériaux utilisés pour améliorer la résistance de l'attelage. La recherche pour améliorer ce design presque parfait n'a pas donné de grands succès.

Même si le principe de fonctionnement n'a pas évolué depuis sa création, le design de l'attelage Janney a été modifié légèrement au cours du temps, de façon telle qu'aujourd'hui, il serait impossible de connecter ensemble un attelage moderne et un attelage de Janney original.

Les attelages modernes
Type E
Type EDe nos jours, on divise les attaches selon différents types. Commençons par voir le type E, soit le premier type d'attache a avoir été créé par l'American Association of Railroads (AAR). Créé en 1932, ce type d'attelage est souvent nommé l'attelage standard. Le type E de base n'a aucune forme de protection contre le dételage vertical. C'est-à-dire que si un wagon est levé d'une hauteur supérieure à l'épaisseur du crochet de l'attelage, ce dernier va se détacher de l'autre wagon. Ce type de découplement accidentel demeure très rare en service régulier. Pour y arriver, un wagon doit descendre (ou monter) de 11 pouces sans que le wagon précédent ait bougé verticalement. Aucune suspension de wagon, ni défaut de voie ne peut arriver à une telle variation.

Le type E est encore très courant de nos jours. On le rencontre sur la plupart des wagons pour le service régulier des marchandises, comme les fourgons (boxcar), les wagons-trémie et certaines locomotives.

Type D
Ce type d'attache est très semblable au type E. En fait, le type D est l'ancêtre du type E. Le type D a été le premier type d'attache adopté comme standard (suite au perfectionnement du design d'origine de Janney) par la Master Car Builder Association (MCB), qui allait devenir quelques années plus tard, l'AAR.

Le type D a été adopté en 1916, avec une hauteur de 9 pouces. Cette hauteur avait déjà été établie auparavant sur le modèle MCB5, datant de 1904.

Lorsque le type E a commencé à être fabriqué en 1930, on a vite cessé la production d'attache de type D. En 1934, deux après l'adoption officielle du type E comme étant le nouveau standard, le type D était abandonné, et on en cessa toute production.

Type H
En 1947, arrive sur le marché le type H. Aussi connu sous le sobriquet de Titelok, ou Tight Lock. Comme son surnom l'indique, ce type d'attache se distingue par son espacement très réduit entre les pièces mobiles. Son contour est aussi très différent des autres types, mis à part le type F, auquel il s'apparente vu de dessus.

Ce type d'attache fut développé à l'origine pour les wagons de passagers légers, dits lightweight. Les attaches standards apportaient non seulement un inconfort à chaque accélération ou arrêt du train, mais causaient un bruit très irritant. En 1947, nous sommes à l'apogée du transport de passagers sur rail. Et le train est vendu comme un moyen luxueux de traverser le contient. Il fallait trouver un moyen de contourner ces irritants.

Son design lui a cependant valu une place de choix encore plus importante sur le plan de la sécurité. Le type H est le type d'attache par excellence pour empêcher la mise en porte-feuille des wagons lors d'un déraillement. Ce type d'attache amoindri aussi les chances qu'un wagon se tourne sur le côté s'il venait à quitter les rails

Quelque temps après son lancement le type H est devenu obligatoire sur toutes les voitures passager circulant sur nos voies. Il est encore de mise, sauf dans les cas où les wagons utilisent des attaches automatiques comme les Shaku.

Son design n'est plas réglementé par l'AAR, mais plutôt par L'American Passenger Train Association (APTA), qui a pris le relais de l'AAR dans la réglementation des trains de passagers.

Type F
Le type a vu le jour en 1954. Contrairement au type H, il ne fournit pas un accouplement plus serré. Cependant, sa force repose sur une conception plus robuste, et surtout, qui prévient d'importants dommages en cas de déraillement. Par exemple, les attaches de type F seront moins sujetttes à percer les wagons-citernes lors d'un déraillement. Un attelage de type F est muni d'un plateau inférieur, qui empêche les découplements verticaux.

Type F

Les attelages de type F sont des attelages interverrouillés (interlocking). Une partie de la tête, opposée au côté de la mâchoire d'attelage, est protubérante. Sur le côté inverse, une cavité permet de recevoir la partie protubérante. Lorsque deux attelages de type F sont attelés, chaque partie protubérante va s'insérer dans la cavité de l'autre attelage. Cette caractéristique empêche les attelages de se dételer verticalement, en plus de réduire le jeu des attelages à la hauteur des mâchoires d'attelage.

Les attelages sont souvent fabriqués avec des variantes plus ou moins importantes, selon l'utilisation qu'on veut en faire. Dans le cas des types F, comme il s'agit des attelages très communs, les variantes sont diverses. Parmi les plus populaires, on retrouve: l'attelage standard, l'attelage de type F à double plateau, et l'attelage rotatif. Dans ce dernier cas, l'attelage peut pivoter librement, ou sur une distance de 180 degrés, dans l'axe horizontal, à l'intérieur de l'étrier (yoke). On sert de ce type d'attelage sur les wagons-tomberaux, déchargés dans un culbuteur. Le culbuteur est un système de déchargement qui fait pivoter le wagon de 180 degrés sur lui-même, dans l'axe horizontal. Lorsque le wagon est muni d'un attelage rotatif, on peut exécuter cette opération sans avoir à dételer le wagon du train.

Etrier rotatif

Autre type d'attelage
Bien que les types E, F et H soient les plus courants, il existe d'autres types d'attelage dont nous n'avons pas parlé: le type T (d'où le nom Titelok), prédécesseur du type H, et le type CS (Colombus Steel), aussi connu sous le nom de type Buckeye. Note: Colombus Steel et Buckeye sont des noms de fabricants. Mais attention: on employait parfois le terme buckeye pour nommer un type F, ce qui peut porter à confusion.

Il faut aussi mentionner que plusieurs hybrides existent, comme le type E/F, ou le type F/H, qui sont des attelages conçus avec des caractériques de l'un ou l'autre des « parents ».

Anatomie d'un attelage de type F
Pour cette partie de l'article, je vais prendre un attelage standard de type F (attention: la photo ci-dessous montre un attelage de type E). Sur la plupart des attelages AAR modernes, les principales différences se voient dans le contour de l'attelage, et non dans les différentes pièces qui le composent.

Mâchoir (knuckle): La mâchoire de l'attelage, c'est la partie mobile qui se referme pour retenir l'attelage de l'autre wagon. Une fois fermée, elle est bloquée au moyen de l'axe de la mâchoire (knuckle lock).

Corps d'attelage (coupler body): Le corps, c'est la pièce moulée qui sert à la fois de guide pour fermer la mâchoire de l'attelage avec laquelle le wagon est attelé, et qui sert aussi de soutient à la mâchoire d'attelage. La partie arrondie du corps d'attelage s'appelle la tête de l'attelage, alors que la partie qui s'étend vers l'arrière, et qui entre dans l'appareil de traction s'appelle un bras d'attelage, ou un plongeur.

Verrou d'attelage (coupler lock, ou knuckle lock): Le verrou d'attelage sert à maintenir en position fermée la mâchoire d'attelage. Sous l'impact d'un autre attelage, le verrou se met en place par gravité. Aucune intervention humaine n'est requise. Une fois le verrou en place, la mâchoire ne peut plus pivoter, et l'attelage est verrouillé. Pour dételer des wagons, il faut faire remonter le verrou d'attelage, ce qui va permettre à la mâchoire de pivoter de nouveau, et ainsi libérer l'autre attelage.

Plateau (support shelf): Un attelage peut être à simple, ou double plateau. Le plateau est moulé à même le corps d'attelage, est sert à empêcher les découplements involontaires dans l'axe vertical. Il très souvent utilisé sur les wagons-citernes (double plateau), les wagons porte-conteneurs et les wagons transportant de la marchandise en vrac. Le plateau sert aussi à retenir l'autre attelage en cas où ce dernier se détacherait de son wagon. En le retenant, l'attelage détaché ne tombera pas au sol, ce qui pourrait causer un déraillement.

Levier de dételage (uncoupling lever): Le levier de dételage est composé d'une tige d'un pouce de diamètre, qui prend naissance sur le côté du wagon, et se prolonge jusqu'au sommet de l'attelage. Là, il est attaché au verrou d'attelage. En levant le levier, on désengage le verrou d'attelage, ce qui permet à la mâchoire d'attelage de libérer l'autre attelage, et ainsi séparer les wagons. Certains leviers de dételage sont attachés à la base du verrou et le pousse vers le haut, au lieu de le tirer.

Appareil de traction (draft pocket): L'appareil de traction est attaché à la longerine centrale du wagon (center sill). La forme de l'appareil de traction est généralement rectangulaire. L'attelage s'y glisse et y est retenu par l'étrier d'attelage. L'étrier d'attelage, de même que le bras d'attelage, peut bouger dans l'axe horizontal sur une certaine distance. Ce mouvement permet à l'attelage de transférer les chocs, lors de manoeuvres d'accostage, ou lorsque les locomotives tractent le train, à un système d'amortissement (draft gear). Ce système d'amortissement se trouve à l'intérieur de l'appareil de traction. L'énergie des chocs est transformée en chaleur, afin de réduire les secousses transmises au châssis du wagon. Au début, on se servait de ressorts. De nos jours, des technologies comme des amortisseurs à friction, ou hydraulique, permettent un meilleur rendement.

Avec les parties mobiles des attelages, le système d'amortissement et l'usure des pièces, le jeu des attelages peut facilement atteindre plusieurs pouces.

  • 1 pouce entre les mâchoires d'attelage;
  • Une course de 4 pouces et trois quarts est accordée au système d'amortissement;
  • Un jeu d'un pouce maximum est toléré entre l'étrier d'attelage et le système d'amortissement.

Ajoutons à cela quelques pouces dus à l'usure des pièces. Un attelage compressé au maximum peut parcourir jusqu'à un pied avant d'atteindre sa pleine extension, et transmettre toute la force de traction au wagon. Comme il y a deux attelages par wagon, le jeu des attelages peut être aussi grand que deux pieds par wagon. Sur un train de 100 wagons, ça veut dire que dans le cas où tous les attelages sont compressés au maximum (suite à un freinage rhéostatique, par exemple), la locomotive peut parcourir plus de 200 pieds (61 mètres, soit la longueur de quatre camions semi-remorque) avant que le dernier wagon soit tracté. En 200 pieds, la locomotive peut atteindre une vitesse de 5 à 8 mi/h. Le dernier wagon recevra donc instantanément une force de traction de 5mi/h, ce qui peut faire rompre la mâchoire de son attelage.

Jeu attelage

Pour minimiser les risques de rupture de mâchoire d'attelage et de bris à la marchandise transportée, plusieurs wagons sont munis d'amortisseurs. Ces amortisseurs fonctionnent sur un principe hydraulique, contrairement à la majorité des systèmes d'amortissement qui fonctionnent avec la friction. Leur principe de fonctionnement repose sur la même technologie que les jambes de force des automobiles : un piston sur lequel on a percé des trous bouge dans un cylindre rempli d'huile. Lorsque le piston est poussé par l'attelage, l'huile doit se rendre de l'autre côté du piston en passant par les petits trous à l'intérieur de ce dernier. Les trous étant trop petits pour laisser passer toute l'huile d'un coup, ça pour effet de ralentir le mouvement. De plus, les pistons ont une course variant de 10 à 20 pouces, contrairement aux systèmes d'amortissement traditionnels, qui ont une course d'au maximum 4 pouces trois-quarts. Le piston est retourné à sa place d'origine par des ressorts.

Étrier d'attelage (yoke): L'étrier d'attelage est la pièce qui retient le bras d'attelage à l'appareil de traction.. Le bras d'attelage est maintenu en place par les clavettes d'attelage lorsque l'attelage est en traction. Pendant les phases de compression, l'étrier est poussé au fond de l'appareil de traction, où il transfert la force de compression. L'étrier d'attelage sert aussi à permettre un mouvement latéral au bras d'attelage, afin que le wagon puisse négocier les courbes sans faire dérailler le wagon précédent. Sur les attelages rotatifs, c'est l'étrier d'attelage qui permet la rotation de l'assemblage.

Etrier et amortisseur

Rupture d'attelage
Vu les énormes forces en présence, il n'est pas rare de voir un attelage se rompre. La conception des attelages est donc pensée en ce sens. La pièce la plus susceptible de se rompre, est la pièce la moins forte de l'assemblage. Les designers ont rendu la mâchoire de l'attelage la pièce la plus fragile du système d'attache de wagon. Dans de très rares cas, la cassure peut se faire ailleur, si d'autres pièces sont usées ou endommagées. Dans la photo ci-bas, on aperçoit un étrier rompu.

Etrier casse

Lorsque la force de traction est trop grande pour ce que peut subir le wagon et ses attelages, c'st la mâchoire de l'attelage qui cède en premier. Son importance est stratégique. Si la mâchoire résiste, la cassure peut survenir au niveau de l'appareil de traction. Dans ce cas, c'est tout l'assemblage de l'attelage qui va tomber sur l'emprise ferroviaire. Non seulement ce bris entraîne une réparation qui ne peut se faire sur place (un attelage de type F pèse 563 lb), mais ça crée une menace réelle à la sécurité ferroviaire. En Amérique du Nord, selon les normes de l'AAR, rien ne doit dépasser de plus de 2 pouces et demi la hauteur du rail. Or, un attelage de type F reposant entre les rails dépassera de plus de 7 pouces et demi la hauteur des rails, causant un risque que l'attelage soit heurté par un train. Même si la rupture d'un bras d'attelage, ou d'une clavette d'attelage n'est pas fréquente, les attelages à simple plateau permettent de retenir l'attelage brisé sur l'autre wagon, empêchant ainsi un déraillement lorsque le wagon roulerait sur l'attelage brisé, tombé entre les rails ou sur ceux-ci. Les attelages à double plateau ont les mêmes avantages que ceux à simple plateau, en plus de prévenir un dételage en cas de déraillement. On s'en sert sur les wagons-citernes, pour empêcher qu'un attelage perfore l'enveloppe d'une citerne.

Les mâchoires d'attelage sont fabriquées selon divers procédés, et avec différents métaux. Il est difficile de prévoir exactement à quelle force ils vont se rompre. De façon générale, on peut dire que la grande majorité des mâchoires d'attelage vont résister à une traction de 300 000 lb de pression, et que très peu résisteront à une pression supérieure à 450 000 lb. Ces chiffres peuvent sembler faibles vu le poids de plusieurs milliers de tonnes que peut atteindre un train. Mais il faut se souvenir que les attalges n'exercent qu'une force horizontale. Selon la formule de Davis, un wagon typique moyen pesant 25 tonnes à vide a besoin de 288 lb de pression pour faire bouger le wagon. Le même wagon, chargé de 100 tonnes de minerais, à besoin de 523 lb. Pour un train de 100 wagons, la charge est donc de 52 300 lb de pression appliquée sur les attelages. Soit un sixième de la pression pour laquelle la mâchoire d'attelage est conçue. Évidemment, la pression demandée augmente avec les pentes, les courbes, le vent, l'état de la voie, etc.

Lorsque la mâchoire d'attelage se rompt, elle doit être remplacée. Cette opération peut se faire par un cheminot, à peu près n'importe où. L'opération est la suivante:

  • On doit apporter une nouvelle mâchoire d'attelage à l'endroit de la réparation. Les nouvelles mâchoires se trouvent dans la locomotive, et elles pèsent environ 85 lb. Si la mâchoire brisée est à 1 km de la locomotive, l'équipe doit donc apporter avec elle la mâchoire de remplacement sur 1 km;
  • Lorsque ce n'est déjà fait, on doit séparer les deux wagons d'au moins 50 pieds, pour des raisons de sécurité;
  • Sur la tête de l'attelage, on enlève la goupille de retenue de la tige qui retient la mâchoire en place;
  • En enlève la mâchoire rompue en la faisant tomber par terre. Cette opération peut être très dangereuse. Un employé inattentif peut se faire fracturer un pied;
  • On remet en place la nouvelle mâchoire en place;
  • On insère la tige de retenue et on la bloque avec la goupille;
  • On procède à l'attelage des wagons.

Lors du remplacement complet de l'attelage (mâchoire, tête, bras, étrier), qui se fait normalement en atelier, on doit respecter le type d'attelage. Pour s'en assurer, un attelage doit être remplacé par un attelage affichant le même numéro de modèle. Le numéro de modèle, forgé à même la tête d'attelage sur sa partie supérieure, se lit comme suit: E60CHT.

E Type d'attelage. Dans cas-ci, il s'agit du type E.
60 Se réfère aux composantes de l'attelage selon les normes de l'AAR. Dans cas-ci, il s'agit d'un attelage équipé d'un bras d'attelage de 21 pouces et demi.
C Équipé d'une plaque de friction de bras d'attelage.
HT Fabriqué d'acier traité à la chaleur de grade C.

Hauteur
On doit aussi s'assurer que le centre de l'attelage se trouvera à au minimum 31 pouces et demi au dessus du rail, et au maximum 34 pouces et demi. La hauteur de l'attelage varie selon la charge du wagon. un wagon chargé aura un attelage plus bas qu'un wagon vide. La hauteur peut s'ajuster en remplaçant une plaque qui se situe dans l'appareil de traction, sous le bras d'attelage. Comme cette plaque s'use avec la friction du bras d'attelage, on doit en surveiller l'épaisseur et la remplacer lorsque les mesures limites sont dépassées.

Barre de traction
Les barres de traction sont utilisées pour les wagons attachés de façon permanente. Parfois, au lieu d'utiliser des barres de traction, on enlève les mécanismes d'ouverture des attelages, rendant tout dételage impossible, et créant ainsi un lien permanent.

Les barres de traction offrent de nombreux avantages sur les attelages conventionnels:

  • Moins cher à l'achat, puisqu'ils ne comportent aucune pièce mécanique (mise à part l'appareil de traction qui est sensiblement le même);
  • Moins cher à l'entretien;
  • Plus résistant;
  • Meilleure protection contre la mise en porte-feuille lors de déraillement.

Opération d'accostage
Pour accoupler deux wagons (ou locomotives) ensemble, voici la procédure que doit suivre le serre-frein:

  • La vitesse d'accostage ne doit jamais dépasser 4 mi/h. Tout accostage fait à plus de 6 mi/h doit être rapporté aux autorités concernées;
  • Dans les cas suivants: Attelage sur une voie qui n'est pas en alignement, attelage sur des wagons partiellement chargés, attelage à un groupe de plus de 3 locomotives, attelage à un wagon muni d'une unité de fin de train, attelage à du matériel en lococommande, l'accostage doit se faire à une vitesse inférieure à 1 mi/h;
  • Étirer les attelages pour s'assurer que tous les wagons du convoi qui va reculer s'accoster au wagon immobile sont bien attachés ensemble;
  • S'assurer que les attelages sont bien centrés. Au moins une mâchoire d'attelage doit être ouverte. Pour centrer un attelage particulièrement difficile, les employés se servent parfois d'un outil appelé KnuckleMate. Il s'agit d'une tige d'acier qui permet de recentrer un attelage en utilisant moins de force. Certains types d'attelage sont munis de ressorts, ou de cylindre, afin de s'autocentrer. Ces attelages ne peuvent être accoster dans une courbe de fort degré;
  • Lorsqu'il s'agit de s'atteler à du matériel roulant occupé, le convoi doit être immobilisé complètement de 6 à 12 pieds avant d'accoster le matériel à atteler. Les occupants du wagon à atteler doivent être avertis. La même procédure est requise pour s'atteler à du matériel en cours de chargement ou déchargement;
  • Procéder à la connection des boyaux à air et des câbles électriques.

Opération de découplement
Pour découpler deux wagons (ou locomotives), voici comment le serre-frein procédera:

  • On doit s'assurer que les wagons sont bien immobilisés avec de procéder. Ceci inclut aussi la rétroaction des jeux d'attelage sur la longueur du train, qui peut créer une onde et faire bouger un wagon immobilisé depuis quelques secondes. Le ballottement du liquide dans un wagon-citerne peut causer des mouvements imprévus sur une assez longue période de temps;
  • Lorsque la conduite générale du train est chargée, il faut fermer les robinets aux extrémités des wagons à dételer. Il faut s'assurer que la fermeture des robinets de frein ne cause pas un desserrage intempestif des freins sur le train. Il faut aussi s'assurer que les courroies qui retiennent parfois les boyaux ne seront pas endommagées lors du découplement;
  • Il faut rattraper le jeu d'attelage afin d'enlever toute tension sur ceux-ci;
  • Relever le levier de manoeuvre de la tige de verrouillage de la mâchoire d'attelage pour permettre son ouverture;
  • Détourner la tête lors du découplement pour éviter que l'air comprimé qui s'échappera des boyaux ne projette des débris.

Le tableau suivant résume les manoeuvres qui sont autorisées, ou non, lors d'un attelage.

Accostement à moins de 1 mi/h Arrêt à 6-12 pieds avant l'attelage Ne pas dételer en marche Ne pas heurter avec d'autres wagons Ne pas lancer Ne pas soumettre à la butte de lancement Freins à air en service
Groupe de 3 locomotives ou plus
Voiture passager occupée
Wagon partiellement chargé
Wagon dimensionnel
Manoeuvre sur des voies où il y a des portes à ouvrir
Wagon de matières dangereuses
Wagon de matières dangereuses (plaque à fond carré)
Wagon chargé de remorque ou conteneur
Wagon-citerne contenant des gaz
Wagon à éléments multiples chargé
Wagon muni d'une UDF
Dans les courbes

Autre type d'attelage
Cet article est consacré aux attelages de type Janney et leurs dérivés en Amérique du Nord. Mais le reste du monde utilise des attelages passablement différents, qui valent la peine d'être vu.

Attelage complètement automatique
Les attelages de type Janney sont des attelages semi-automatiques, car seule la connexion mécanique se fait sans intervention humaine. Les freins et autres connexions, comme les câbles électriques sur les voitures de train passager doivent être faits manuellement.

Les attelages complètement automatiques s'occupent de toutes les connexions : mécaniques, pneumatiques, hydrauliques et électriques. On les retrouve principalement dans les systèmes de transport en commun, comme les métros et certains trains de banlieue. Ces systèmes portent des noms comme Scharfenberg (surnommé Shaku), TightLok, Wedgelock, Dellner et BSI. Leur nom est souvent celui de l'inventeur.

Attelage de type Dellner. Photo gracieusetée de Answers.com

Le plus commun, le Scharfenberg, est utilisé au Québec sur le métro de Montréal. Les voitures de type Renaissance de VIA utilise aussi ce type d'attelage, sauf que les connections pneumatiques et électriques se font manuellement par des boyaux et câbles traditionnels. Le Shaku est composé d'une tête sur laquelle on retrouve une cavité, et un embout conique qui a les mêmes dimensions que la cavité, des contacts électriques et des connecteurs pneumatiques. Comme les attelages sont symétriques, les embouts coniques peuvent s'encastrer dans la cavité de l'autre attelage. Un petit cylindre hydraulique vient verrouiller les embouts qui sont à l'intérieur de la cavité.

Attelage de type Scharfenberg. Photo gracieusetée de Answers.com

Le dételage est aussi automatique, puisque les cylindres de verrouillage peuvent être opérés depuis l'intérieur du matériel roulant.

Liens et cheville
Comme nous en avons déjà traité plus tôt dans cet article, précisons seulement que les liens et chevilles ne sont plus utilisés.

Amortisseurs et chaînes
C'est le système d'attelage le plus commun d'Europe. Son fonctionnement est très simple: des crochets, installés à chaque bout de wagon, permettent de relier entre eux les wagons, au moyen d'une chaîne. Cette chaîne possède un maillon ajustable, ce qui permet de tendre la chaîne.

Des amortisseurs situés à chaque bout de wagon empêchent que les employés soient écrasés entre deux wagons. De plus, les amortisseurs garantissent une tension constante sur la chaîne.

Attelage de type Chaîne et amortisseurs. Photo gracieusetée de Answers.com

Pour pallier aux éventuelles brisures de la chaîne, certaines compagnies ajoutent des chaînes régulières, un peu comme sur nos remorques d'automobiles.

Le principal inconvénient rencontré avec ce système, c'est lorsque le train négocie des courbes prononcées, les amortisseurs peuvent se chevaucher, et rester prit ensemble. Lorsque le train reviendra sur une voie en alignement, soit qu'un amortisseur cédera, soit que le wagon déraillera. Cette éventualité est cependant très rare.

Wagon de transition
Comme il existe plusieurs types d'attelage, il est fréquent que deux matériels roulants munis de différents attelages doivent s'accoupler. C'est le cas des voitures Renaissance de VIA Rail qui doivent s'accoupler à une locomotive munie d'attelage de type F. Pour y parvenir, le wagon à bagages est muni d'un attelage de type F à un bout, et d'un attelage de type Shaku à l'autre. Le même principe s'applique au dernier wagon de la rame, pour y atteler une voiture conventionnelle (comme une voiture Park), ou pour tirer la rame en cas de besoin.

En Europe, où les types d'attelage sont plus variés, certaines locomotives sont munies de deux, voire trois types d'attelages différents.

Comparaison
Voici un tableau comparatif entre les différentes sortes d'attelage.

Type Capacité Attelage automatique Vitesse d'accostage Force Faiblesse
Lien et cheville
(link and pin)
Quelques tonnes Non 0 mi/h Premier lien permettant de relier entre eux plusieurs wagons Extrêmement dangereux pour les employés. Plusieurs décès lui sont dus.
Janney 30 000 lb Semi-automatique
(Connexions mécaniques seulement)
6 mi/h Aucune intervention humaine Premier design de ce genre. Manque de fiabilité.
Type E 300 000 lb à 450 000 lb. Semi-Automatique
(Connexions mécaniques seulement)
1 mi/h à
4 mi/h
Attelage universellement utilisé en Amérique du Nord. Attelage supportant le plus haut tonnage. Si le bras d'attelage se brise, rien ne le retient au wagon. Note: sur le design original seulement.
Type F 300 000 lb à 450 000 lb. Semi-Automatique
(Connections mécaniques seulement)
1 mi/h à
4 mi/h
Préviens les accidents grâce à son plateau du bas. Jeu d'attelage trop grand pour les voitures passager.
Type H 300 000 lb à 450 000 lb. Semi-Automatique
(Connections mécaniques seulement)
1 mi/h à
4 mi/h
Jeu d'attelage réduit au minimum. Plus dispendieux.
Amortisseurs et chaîne Tonnage limité Non 0 mi/h Jeu d'attelage réduit au minimum. Résistance limitée. Attelage entièrement manuel.
Scharfenberg (et ses dérivés) Tonnage limitée Oui. Toues les connections sont automatisées. 1 mi/h Aucun jeu d'attelage. Connexions électriques et pneumatiques se font sans intervention humaine. Résistance nettement insuffisante pour le service sur des trains pesants. usage limité au transport en commun.