Tom Hanks, Elton John et Phil Collins les ont et Rod Stewart embaucherait des chambres d’hôtel entières en tournée pour jouer avec eux. Oui, les chemins de fer miniatures sont un passe-temps extrêmement populaire pour les enfants et les adultes. Mais comment fonctionnent-ils?

Les trains miniatures – tels que ceux de Hornby au Royaume—Uni et de Lionell en Amérique – sont des merveilles d’ingénierie miniatures. Versions rétrécies des trains d’antan et incarnations des monstres de remorquage de passagers et de marchandises vus sur les chemins de fer modernes.

Bien sûr, les petits modèles trouvés dans les maisons à travers le pays n’ont pas les mêmes moteurs à vapeur et diesel de la vraie chose.

Non. Au lieu de cela, les trains miniatures Hornby et similaires disposent d’un petit moteur à courant continu.

Le moteur à courant continu fait tourner un arbre qui à son tour fait tourner une vis (comme dans l’animation ci-dessous) qui est alignée avec un pignon comme dans l’animation ci-dessous. Un axe pour entraîner les roues passe à travers le rouage — la roue inférieure dans l’animation.

Le résultat final est que lorsque le moteur fonctionne, la vis tourne, faisant tourner le pignon et à son tour les roues. Bien sûr, les roues reposent sur les rails et lorsqu’elles tournent, le train se déplace.

Mais d’où vient la puissance du moteur?

C’est la différence fondamentale entre les trains miniatures électriques et la variété à batterie pour enfants.

Sur les chemins de fer miniatures, l’électricité provient de l’alimentation des ménages et est reliée aux rails par des fils munis de clips qui se fixent au dessous de la voie ou sont soudés.

Lorsque le train est placé sur les rails, l’électricité circule à travers les rails jusqu’aux roues. Des fils attachés à des contacts reposant sur les roues transportent ensuite l’électricité vers un moteur à l’intérieur du train, ce qui lui donne le pouvoir de fonctionner.

Tous ces engrenages, fils et le moteur, vus sur la photo de gauche, sont cachés à l’intérieur de la coque du train.

Au fil des ans, la qualité de cette coque extérieure s’est améliorée avec de plus en plus de détails ajoutés au fur et à mesure que les techniques de fabrication s’améliorent au point aujourd’hui où les trains miniatures sont des répliques presque parfaites de leurs grands frères et sœurs.

Direction et vitesse

Comme nous l’avons vu, l’alimentation électrique est transportée des rails au moteur et qui fait ensuite tourner l’arbre d’entraînement et les roues pour déplacer le train.

Le contrôle de la vitesse et de la direction — en marche avant ou en marche arrière – dépend de la technologie utilisée.

Traditionnellement, les trains miniatures utilisaient un système simple à courant continu utilisé par la plupart des articles électriques dans une maison britannique.

Plus le moteur est alimenté en puissance, plus il va vite. Changer de direction était simplement une question de modification de la polarité de l’alimentation. La polarité et la vitesse étant contrôlées à partir d’un simple interrupteur et d’un cadran sur le contrôleur ferroviaire qui se trouve entre la prise de courant au mur et les connexions à la voie.

Bien que simple, cela pose le problème que tous les trains sur la voie alimentés par un contrôleur vont à la même vitesse et dans la même direction.

Plus récemment, le contrôle numérique – connu sous le nom de DCC dans les chemins de fer miniatures — a amélioré les choses.

Pour le DCC, l’alimentation du moteur est toujours fournie par les rails, mais elle est à un niveau constant avec la direction et la vitesse de chaque loco transmises sous forme de signaux numériques dans les signaux électriques circulant autour de la voie. Chaque DCC loco dispose d’un mini-ordinateur à bord qui écoute les messages particuliers et contrôle le moteur conformément aux instructions.

Les messages sont définis par un contrôleur permettant à l’opérateur de contrôler chaque locomotive individuellement.

C’est ainsi que fonctionnent les trains et l’électricité, mais qu’en est-il de la voie?

Comment fonctionne la voie ferrée

La voie de train miniature fonctionne presque exactement de la même manière que la voie ferrée réelle.

Deux rails métalliques reposent sur des traverses. Les traverses tiennent les rails à une distance précise de sorte que les roues des trains s’y assoient.

Cette distance entre les rails, connue sous le nom d’écartement, est un aspect clé des chemins de fer miniatures car elle définit la taille des trains qui fonctionnent avec la taille de la voie.

Un train à écartement OO comme ceux de Hornby, par exemple, ne fonctionnera que sur une voie à écartement OO.

Dans ce cas, OO équivaut à une distance entre les rails de 16,5 mm.

D’autres jauges populaires sont l’écartement N où les rails sont espacés de 9 mm, l’écartement O qui a un espace de 32 mm entre les rails et HO qui est le même que OO avec des rails de voie espacés de 16,5 mm.

Les roues ont une lèvre, appelée bride, sur le bord intérieur afin qu’une fois placées sur la piste, elles ne glissent pas.

Dans les chemins de fer miniatures, la voie est fournie en sections qui sont maintenues ensemble avec des « menuisiers », des glissades de métal qui s’emboîtent sur les extrémités de deux rails qui sont ensuite rapprochés. Le menuisier tient les sections ensemble.

Lors de l’assemblage de modélisme ferroviaire, faire glisser les rails dans ces menuiseries de manière à ce que les extrémités de chaque ligne de rail soient correctement alignées est l’un des aspects les plus délicats et peut souvent prendre un certain temps, mais il est essentiel de bien faire car tout écart ou tout mauvais alignement des rails peut provoquer le déraillement des trains et interrompre l’alimentation électrique d’un rail à l’autre.

Les ensembles de démarrage de chemin de fer pour débutants ont généralement suffisamment de voie pour créer un circuit ovale permettant aux trains de circuler en continu et d’autres packs d’extension de voie peuvent être achetés pour agrandir le chemin de fer. A cela peuvent également s’ajouter des points permettant à la voie de bifurquer permettant au train de se déplacer d’une section à l’autre.

La voie doit être sur des surfaces planes car tout creux ou bosse provoquera la sortie des rails des trains.

Pour commencer, ces surfaces sont souvent une table ou un sol, mais à mesure que la disposition progresse en complexité et en taille, des plinthes dédiées sont généralement construites. Pour plus d’intérêt, des pistes de slopping peuvent être ajoutées afin que les trains puissent monter ou descendre en dessous ou même sur d’autres voies (en utilisant des ponts) et des collines avec des tunnels construits.

Le plan exact de la voie peut être basé sur des chemins de fer réels ou un circuit complètement imaginaire, juste en fonction de l’espace disponible.

C’est l’un des délices de la fabrication d’un chemin de fer miniature, ils peuvent être des recréations incroyablement réalistes de lieux réels ou de lieux entièrement inventés et aux deux, vous pouvez ensuite ajouter des paysages, des paysages, des bâtiments tout en apprenant de nouvelles compétences au fur et à mesure. Et une fois qu’ils ont été fabriqués, vous pouvez ensuite faire circuler les trains comme vous le souhaitez, même en opérant vos trains selon vos propres horaires, comme dans la réalité.

Il n’est pas étonnant que des gens de tous horizons, même des stars du rock, les adorent!

> Une note finale, personnelle: Je passe énormément de temps à tester, photographier, écrire et rechercher des techniques pour ces articles et je paie tous les frais de fonctionnement de MRE de ma propre poche. Si vous avez trouvé cet article utile, vous pouvez me soutenir en faisant un don sur ma page de collecte de fonds. Merci et bonne modélisation, Andy.