Ferro-Lyon

La ligne est à deux voies à écartement standard sur toute sa longueur, sauf en station basse où, comme son concurrent de la rue Terme, il y a 4 voies à quai. Les voies centrales sont destinées aux trains réservés exclusivement aux voyageurs le week-end et les latérales utilisées en semaine pour les trains mixtes composée d’une voiture pour les voyageurs et d’un trucks marchandises. Les voies sont munies de rails Vignole, posés sur des traverses en chêne. ces traverses sont étançonnées entre elles par des pièces en bois disposés sous le patin des rails et jouant le rôle de longrines. Les rails sont tirefonnés aussi bien aux traverses qu’à ces pièces de bois. Tous les 10 mètres en alignement sont placé des poulies de 24 cm de diamètre (mesuré en fond de gorge) pour le passage des câbles. Dans les courbes serrées, il y a des poupée (poulies à axe vertical, et sans joues) pour y guider le câble.

Vue au niveau des aiguilles de sortie de la gare basse. Cette vue montre très bien les différents types de poulies (horizontales et verticales) utilisés pour orienter les câbles de traction dans les courbes des voies. On remarque le truck à marchandises sur lequel ont pris place quelques passagers. (Doc. Wikipedia)

Les câbles, changés fréquemment, ont un diamètre de 45 millimètres. Ce câble doit fournir un effort maximum de traction en service de 7 600 kg. Ils ont une masse linéique de 7,450 kg/m. Leur résistance au point de rupture est de 82 tonnes.

La machinerie

Il s’agit à l’origine d’un funiculaire à entraînement par un treuil à vapeur. Comme sur la plupart des funiculaires et pour réduire les efforts à fournir, la machinerie actionne simultanément les rames montantes et descendantes. Cependant, la particularité de ce funiculaire par rapport aux autres sur la ville est qu’il dispose d’un câble pour chacun des deux trains mis en mouvement. Chacun des câbles est fixé sur l’un des tambours principaux qui sont clavetés à un même arbre. Ainsi, pendant que l’un s’enroule autour de son tambour, l’autre se dévide du sien.

Le bâtiment de la gare haute, trop exigu et collé contre le boulevard de la Croix-Rousse, ne pouvait abriter la machinerie. Aussi, celle-ci est dissociée entre la production de vapeur et les machines. Les chaudières fabriquant la vapeur sont installées au-dessus du portail du tunnel, alors que le mécanisme d’entraînement des câbles est installé sous le boulevard, dans une pièce enterrée de 10 de large et de 12 de long. Cette séparation a posé des problèmes de condensation dans les tuyaux d’amené. Les trois chaudières sont de type semi-tubulaires du type Bonnet-Spazin. Elles ont chacune une surface de chauffe de 75 m². En service normale, deux seulement sont nécessaires, la troisième servant de secours. Elles sont fournies en eau depuis un réservoir de 25 m³ alimenté par le réseau d’eau potable de la ville.

La machinerie, construite par les Fonderies de l’Horme, comporte deux groupes indépendant attelés à un même arbre et destinés se substituer l’un à l’autre pour la maintenance. L’ensemble de l’installation est lubrifié par un graisseur automatique. Chaque groupe est composé de deux machines à cylindres de 485 mm de diamètre qui développent ensemble 250 chevaux (environ 184 kW). Les pistons ont une course de 0,8 m et sont accouplés à un arbre qu’ils propulsent à 64 tours par minute. Sur cet arbre se trouve un pignon de 36 dents en bois de 1,4 mètre de diamètre. Il engrène une roue dentée en fonte de 7 mètres de diamètre à 180 dents placée entre deux tambours principaux et les entraînant par l’intermédiaire d’un arbre de 8 mètres de long reposant sur 4 paliers. Les tambours ont un diamètre de 5,5 mètres. Ils sont à structure métallique avec une jante composée de douves en chêne pour réduire l’usure des câbles. Les câbles sont guidés lors de leur enroulement et de leur déroulement par deux chariots guides qui se déplacent suivant les génératrices. Ces chariots sont eux-mêmes entraînées par la machine par l’intermédiaire d’un train d’engrenage. Sur chaque tambours est installée une couronne équipé d’un frein à ruban de sécurité à déclanchement automatique. La machine est en outre équipée d’un dispositif de marche à contre-vapeur dans la situation ou les charges descendantes est beaucoup plus élevées que les montantes. Dans ce cas, les pistons travaillent en comprimant l’air dans les cylindres. Ceux-ci sont munis de soupapes de sûreté à ressort à boudin tarés à 7 atmosphères spécifiquement pour ce fonctionnement. Ceci permet d’éviter d’utiliser le frein du tambour pour limiter la vitesse. L’ensemble de ces équipements permet aux rames du funiculaire de se déplacer à 4 mètres par seconde, soit environ 14 kilomètres par heure.

La conduite l’installation est assurée par un opérateur en machinerie sous le boulevard de la Croix-Rousse. Il est situé sur une estrade lui permettant de surveiller l’ensemble du mécanisme où se trouvent à sa disposition les leviers d’introduction de vapeur, de changement de marche et de frein à vapeur, ainsi que le volant de frein manuel. Un curseur mobile couplé à la machine lui indique en temps réel la position des cabines. La ventilation de la machinerie est assurée par deux courtes cheminées habillées en kiosques et installées sur le trottoir du boulevard.

Électrification du funiculaire

La machinerie à vapeur est partiellement remplacée par un moteur électrique fin 1904, une chaudière étant conservée en secours et les installations sont simplifiées. (Programme autorisé par arrêté préfectoral le 7 novembre 1904). Cependant, un incident sur la machinerie lié à une insuffisance de freinage de ce nouvel équipement est intervenu le 11 décembre 1905, ce qui conduit à remettre immédiatement en fonction la machine à vapeur. Suite aux travaux de sécurisation, l’usage du moteur électrique est réautorisé par arrêté préfectoral du 18 août 1906. Les travaux d’électrification ont été réalisés par le Société alsacienne de constructions mécaniques de Belfort.

Une des deux machines à vapeur est remplacée par un moteur électrique à courant continu ayant une puissance continue de 250 chevaux (environ 184 kW) et une puissance unihoraire de 400 chevaux (environ 295 kW). En outre, il a été ajouté sur l’arbre du pignon un frein de manœuvre avec des mâchoires en bronze agissant sur une poulie cannelée de 1,48 mètres de diamètre. La sécurité de l’installation est renforcée avec la commande du freinage d’urgence par des cylindres à air comprimé et des asservissement électriques permettant de déclencher automatiquement le freinage d’urgence tout en arrêtant le moteur s’il y a risque d’emballement, ou si le conducteur quitte son poste ou encore si une cabine dépasse la position d’arrêt en gare haute.

Moteur électrique du treuil du funiculaire (doc. L’Éclairage électrique).

L’originalité de l’installation vient de l’alimentation électrique. Le courant continu 600 volts est fourni par l’usine OTL de la rue d’Alsace (Villeurbanne) par l’intermédiaire d’un feeder de 164 mm² de section. À la fois pour se prémunir d’une coupure de courant, mais aussi pour ne pas dépasser une intensité de 250 à 300 ampères sur le câble d’alimentation, il a été installé à proximité de la salle des machines une batterie d’accumulateurs composée de 246 éléments et d’une capacité de 275 ampères-heures. Cette batterie est rechargée au moyen de survolteurs. Cette batterie servant aussi de tampon pour l’alimentation du tramway des Marronniers. La présence de cet équipement a permis de l’utiliser pour piloter le démarrage du treuil du funiculaire. En effet, plutôt que d’utiliser classiquement un rhéostat de démarrage avec les pertes associées, la commande est assurée par la mise en série progressive des éléments de la batterie avec le moteur. Un réducteur à 29 touches sur lesquelles se déplace un contact mobile guidé par une vis sans fin est manœuvré par le conducteur au moyen d’une manivelle. Le passage d’une touche à l’autre ajoute dans le circuit entre 4 et 11 éléments de la batterie, soit une hausse de tension de 8 à 22 volts. La vitesse de passage des crans est liée à la tension aux bornes du moteur et à l’intensité le traversant. Lorsque le démarrage est terminé, l’ensemble de la batterie est en parallèle avec le moteur et les deux sont reliés au réseau d’alimentation. Ce dispositif de démarrage permet une économie d’environ 25 % par rapport à un système à rhéostat. Un astucieux dispositif d’inversion de polarité permet de lancer le démarrage suivant (avec le moteur tournant dans l’autre sens) en utilisant le réducteur dans le sens inverse. Pour réduire au maximum les risques de défaillance, il existe un second réducteur branché en parallèle et utilisable en secours.

Schéma général de l’alimentation électrique du treuil du funiculaire (doc. L’Éclairage électrique).

L’arrêt du funiculaire est assuré par la coupure de l’alimentation du moteur et l’action sur le frein de manœuvre mécanique. Le positionnement précis des trains par rapport aux quais est assuré en réalimentant le moteur au travers d’un petit rhéostat.

Le moteur entraîne désormais l’arbre du pignon à 80 tours par minute. La vitesse maximum des trains est de 4,6 mètres par seconde (16,6 km/h).

Source : J. Reyval, « Chemin de fer funiculaire de Lyon-Croix-Paquet à Lyon-Croix-Rousse », L’Éclairage électrique, Paris, Union des syndicats de l’électricité, vol. LII, n° 32, 10 août 1907, p. 189 – 198.