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Les pentes

Bien qu'elles ne paraissent que rarement à l'oeil nu, les pentes sont omniprésentes sur les chemins de fer. Comme elles existent en réel, il faut bien les reproduire en miniature! Contrairement aux autres composantes d'un réseau de chemin de fer miniature, les pentes ne sont pas affectées par l'échelle. Une pente de 1% dans la vrai vie se traduira par une pente de 1% à l'échelle miniature.

Pourquoi exprime-t-on les pentes par des pourcentage? C'est tout simplement une façon de calculer qui est facile et s'adapte à toutes les situations. Une pente de 1% signifie que pour chaque unité vertical parcouru, on doit en faire 100 sur le plan horizontal. Comme il s'agit d'un pourcentage, on peut prendre les unités de mesure que l'on veut (miles, kilomètres, centimètres...). Ce système ne permet pas d'exprimer une pente de 90°. De toute façon, lorsque nous avons un angle de 90°, il n'y a pas de pente (c'est un mur!). Une pente de 100% correspond à 45°. À 45°, on parcour 100 unités verticals pour chaque 100 unités horizontals. 50% donne un angle de 22,5°, etc...

Dans le monde ferroviaire, les pentes les plus fortes rencontrées sur les réseaux principaux (quelques réseaux locaux font parfois exception) sont de 3%. Au Canada, la pente la plus forte est celle du CN sur la subdivision de Pelletier (entre Rivière-du-Loup, QC et Edmundston, NB) avec une inclinaison de 2,9%. Dans les montagnes rocheuses, il y a quelques pentes de 2,2%. Imaginez le défi des constructeurs de ces chemins de fer: franchir la plus haute chaîne de montagnes du continent en n'ayant pas une pente plus abrupte que 2,2%!

Une pente de 2,2% se voit à peine à l'oeil. Si vous avez une carte topographique de votre terrain qui est bien faites, vous aurez une bonne idée des pentes sur lesquels vous aurez à construire votre réseau. Si vous optez pour une figure en huit (8) où le train passe par-dessus lui-même, quelle sera la distance linéaire de voie entre le point où les voies passent en bas et celui où elles passent en haut?

Le dégagement nécessaire pour la voie du bas est de 12 pouces (30 cm). Pensez que vous devez dégager pour les cheminés des locomotives à vapeur et les wagons porte-conteneurs, les dômes de wagons passager, de même que la structure du pont. Avec une pente maximale de 3%, vous aurez besoin de 33 pieds de rails entre ces deux points. (1 pied de dégagement divisé par 3%= 33.3 pieds)

De nos jour, on peut rapetisser bien des choses, mais pas la gravité. C'est pour cette raison que nos trains sont soumis à la même contraintes que les trains prototypes: 3% maximum. Sinon qu'arrive-t'il? Les roues de la locomotive commenceront à glisser (wheel slip) et le train s'arrêtera. Dans pareil situation, il a aussi risque de surchauffe du moteur et bris prématuré des pièces d'engrenage. On peut aider à remédier au problème en ajoutant du poid sur la locomotive. Même si seuls nos trains à grande échelle permettent cela, cette pratique est plutôt rare.

Une jolie pente

Depuis ses débuts, les trains (vrais et miniatures) ont été associé aux montagnes. Comme vous savez que les trains miniatures sont faits d'illusions, on peut, avec un peu d'imagination et de planification, donner des airs de montagne à notre réseau. Une voie parfaitement au niveau, mais entourée de montagnes qui forceront le train à franchir ponts et tunnels, donnera cette illusion.

Mais comme les pentes sont inévitables, veuillez à faire des pentes de transition. Une pente de trantion (au bas comme au sommet de la pente) empêche les déraillements (surtout dans les courbes) ainsi que les découplements involontaires. Une pente de transition est une pente de degrée intermédiaire. Par exemple, au lieu de passer d'une pente de 0% à 2% d'un coup, on passe d'une pente de 0% à 1%, puis de 1% à 2%. Le tout de façon graduelle.

Dans l'exemple 1, l'essieu du centre se trouve soulevé. S'il se soulève suffisamment haut pour que le boudin de roue (wheel flange) se retrouve plus haut que rail, la roue risque de retomber de l'autre côté du rail, et faire dérailler le bogie (truck) au complet.

Dans l'exemple 3, c'est l'essieu #1 ou #3 qui sera soulevé. Les déraillements sont beaucoup plus fréquents avec cette situation. De plus, dans les exemples 1 et 3, les attelages risquent de se découpler (particulièrement ceux de marque Kadee, car ils ne disposent pas de dispositif de retenu vertical. Ces dispositifs sont de plus en plus courant sur les vrais trains). Les attelages sont conçues pour résister à des forces horizontales, et non verticales.

Les exemples 2 et 4 illustrent de bons exemples.

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