Evacuation de la chaleur produite par freinage rhéostatique

[Huma109]

Bonjour, je suis à la recherche concernant le freinage rhéostatique présents sur les trains et plus précisément ceux permettant la perte de vitesse directement par effet Joule grâce à l'air.

Mes recherches sur le sujet m'ont appris qu'un tel système pouvait atteindre des températures supérieures à 500°C. De telles valeurs ont forcément un impact sur le système de freinage, les éléments mécaniques à proximité et sur les rails, j'ai donc supposé qu'il existait quelque chose pour l'empêcher ou au moins limiter l'impact que cette chaleur pourrait avoir. Cependant je n'ai rien trouvé à ce propos, je voulais donc savoir s'il était possible d'avoir plus d'informations à ce sujet. De plus, existe-t-il un schéma, plan ou autre qui pourrait illustrer le fonctionnement d'un système de freins rhéostatique ?

Dernière question, j'ai appris que le TGV 001 était équipé de freins rhéostatique mais j'ai aussi appris l'existence d'un système qui réinjecte directement l'énergie électrique dans les caténaires, savez-vous si des trains fonctionnent encore avec le système qui m'intéresse ou s'il est aujourd'hui obsolète et remplacé sur toutes les machines, et si oui lesquels.

Merci d'avance pour vos réponses.

[Tophe]

La chaleur dégagée par le freinage électrique est renvoyée vers le haut, donc sans impact sur les voies. Je n’ai aucune idée de la température à proximité immédiate de l’évacuation, mais 500 °C ça me parait quand même élevé.

[Colargol]

Il y a 3 heures, Huma109 a dit :

Dernière question, j'ai appris que le TGV 001 était équipé de freins rhéostatique mais j'ai aussi appris l'existence d'un système qui réinjecte directement l'énergie électrique dans les caténaires, savez-vous si des trains fonctionnent encore avec le système qui m'intéresse ou s'il est aujourd'hui obsolète et remplacé sur toutes les machines, et si oui lesquels.

Merci d'avance pour vos réponses.

Bonjour à toi. Bon une petite présentation pour nous en dire un peu plus sur qui tu es n'aurait pas mangé de pain mais au-moins tu as dit bonjour avant de poser tes questions.

Alors je ne connais pas la température de sortie au niveau de radiateurs, l'info peut peut-être se trouver quelque part mais là comme ça je ne sais pas. Mais il est certain que la dissipation d'énergie dégage énormément de chaleur, si on observe la toiture d'un train récent lors d'une phase de freinage on peut tout à fait observer une distorsion de l'air comme celle à proximité d'une surface chaude quand un soleil caniculaire tape dessus.

Des schémas qui illustrent le fonctionnement je pense que tu peux en trouver partout, Google est ton ami.

Le système que tu décris pour "renvoyer de l'électricité dans les caténaires" - aussi appelé freinage régénératif - est très simple et en même temps pas mal surcoté. C'est un système toujours en vigueur autant sur les TGV que sur les rames TER récentes car cela permet tout de même des économies d'énergie quand toutes les conditions sont réunies. En gros on s'est aperçus qu'avec le freinage rhéostatique on pouvait transformer le mouvement mécanique en énergie électrique, et la renvoyer dans la caténaire par plus ou moins le même chemin que lorsqu'elle est tirée de la caténaire. Alors évidemment ça ne fonctionne que sur réseau électrifié, mais il faut aussi une autre condition : qu'il y ait un autre train sous la même section pour consommer cette énergie. Car en réalité on ne va pas pouvoir "stocker" cette énergie ou la renvoyer dans les réseaux de distribution. Elle doit être consommée sitôt "renvoyée", l'économie vient donc juste du fait qu'en la renvoyant on ne consommera pas pendant quelques instants d'électricité venant d'une centrale et tirée sur les lignes hautes tension d'EDF. Mais s'il n'y a pas de train pour la consommer elle ne peut pas trouver sa place dans la caténaire et sera dissipée sous forme de chaleur par les radiateurs de manière classique.

Du coup tu comprends que tous les trains, même thermiques (cas du TGV 001 d'ailleurs) peuvent sans souci être équipés du freinage rhéostatique. Mais pas du freinage régénératif...

[Gom]

Il y a 10 heures, Colargol a dit :

[...]Alors évidemment ça ne fonctionne que sur réseau électrifié, mais il faut aussi une autre condition : qu'il y ait un autre train sous la même section pour consommer cette énergie. Car en réalité on ne va pas pouvoir "stocker" cette énergie ou la renvoyer dans les réseaux de distribution. Elle doit être consommée sitôt "renvoyée", l'économie vient donc juste du fait qu'en la renvoyant on ne consommera pas pendant quelques instants d'électricité venant d'une centrale et tirée sur les lignes hautes tension d'EDF. Mais s'il n'y a pas de train pour la consommer elle ne peut pas trouver sa place dans la caténaire et sera dissipée sous forme de chaleur par les radiateurs de manière classique.[...]

Pas tout à fait : tu as raison en 1500V continu, la conversion du courant continu 1500V dans les sous-stations nécessiterait la présence d'onduleurs. Il me semble que ça existe (a existé ?) en Maurienne, pas sûr qu'il y en ait ailleurs. 

En revanche, en 25000V, c'est beaucoup plus simple : un transformateur fonctionne de manière indifférenciée dans les 2 sens. Donc pas besoin d'autre train dans le secteur : le courant généré dans la caténaire partira tout simplement dans le réseau RTE via les sous-stations, qui ne sont que de simples "transfo".

 

Quand je dis "plus simple", il est évident que je ne parle pas de l'équipement sur les engins moteurs.

[cyclodocus]

en théorie

sauf que comme les locs refourniraient du courant, ça a été empêché

le problème avait notamment été "solutionné" avec l'électrification de l'EP de la centrale électrique de Blénod (54)

1000 m en 15/1000 (environ) alimentés uniquement pour la desserte des trains de charbon

se sont aperçus que le "retour" de courant à la descente n'était pas négligeable et faisait bien baisser la facture.

[Huma109]

Le 02/05/2025 à 23:22, Colargol a dit :

Alors je ne connais pas la température de sortie au niveau de radiateurs, l'info peut peut-être se trouver quelque part mais là comme ça je ne sais pas. Mais il est certain que la dissipation d'énergie dégage énormément de chaleur, si on observe la toiture d'un train récent lors d'une phase de freinage on peut tout à fait observer une distorsion de l'air comme celle à proximité d'une surface chaude quand un soleil caniculaire tape dessus.

Merci pour cette réponse, savez vous quelles résistances sont utilisées pour permettre le freinage par rhéostats ?

Je me demandais aussi si un appareil de type ventilateur ou caloduc par exemple était utilisé pour dissiper plus efficacement la chaleur et pour éviter que le système de freinage soit trop exposé à la chaleur qui pourrait l'endommager grandement ?