Les signaux diffèrent à la fois par la manière dont ils affichent les aspects et par la manière dont ils sont montés par rapport à la voie.
Signaux mécaniquesModifier
Les formes les plus anciennes de signaux affichent leurs différentes indications en déplaçant physiquement une partie du signal. Les premiers types comprenaient un panneau qui était soit tourné de face et entièrement visible par le conducteur, soit tourné à l’écart de manière à être pratiquement invisible. Ces signaux avaient deux ou au plus trois positions.
Les signaux sémaphores ont été développés en France à la fin du XVIIIe siècle, avant d’être ensuite adoptés par les chemins de fer. Le premier sémaphore ferroviaire a été érigé par Charles Hutton Gregory sur le London and Croydon Railway (plus tard le Brighton) à New Cross Gate, au sud-est de Londres, en 1841. Sa forme était similaire à celle des télégraphes optiques qui étaient alors remplacés sur terre par le télégraphe électrique. L’installation de Gregory a été inspectée et approuvée pour le Board of Trade par le major général Charles Pasley. Pasley avait inventé un système de télégraphie optique par sémaphore en 1822 pour l’armée britannique, et semble avoir suggéré à Gregory l’application du sémaphore à la signalisation ferroviaire. Le sémaphore a ensuite été rapidement adopté comme signal fixe de manière presque universelle. Les signaux à disque, tels que ceux fabriqués par la Hall Signal Company, étaient parfois utilisés, mais les sémaphores pouvaient être lus à des distances beaucoup plus grandes. L’invention de la lumière électrique, qui pouvait être rendue plus brillante que les lampes à huile et donc visible de jour comme de nuit, a entraîné le développement des signaux lumineux de position et des signaux lumineux de couleur au début du 20e siècle, qui ont progressivement remplacé les sémaphores. Il en reste quelques-uns en exploitation moderne au Royaume-Uni.
Les signaux mécaniques peuvent être actionnés manuellement, reliés à un levier dans un poste d’aiguillage, par des moteurs électriques ou hydrauliquement. Les signaux sont conçus pour être à sécurité intégrée, de sorte que si l’alimentation est perdue ou si une tringlerie est cassée, le bras se déplacera par gravité dans la position horizontale.
Aux États-Unis, les sémaphores étaient employés comme signaux d’ordre de train, dans le but d’indiquer aux ingénieurs s’ils devaient s’arrêter pour recevoir un ordre télégraphié, et aussi comme une simple forme de signalisation de bloc.
Signaux lumineux en couleurModification
L’introduction des ampoules électriques a permis de produire des signaux lumineux en couleur suffisamment brillants pour être vus en plein jour, à partir de 1904.
La tête de signal est la partie d’un signal lumineux de couleur qui affiche les aspects. Pour afficher un plus grand nombre d’indications, un seul signal pourrait avoir plusieurs têtes de signal. Certains systèmes utilisaient une seule tête couplée à des feux auxiliaires pour modifier l’aspect de base.
Les signaux lumineux colorés se présentent sous deux formes. La forme la plus répandue est le type multi-unités, avec des feux et des lentilles séparés pour chaque couleur, à la manière d’un feu de circulation. Des capots et des écrans sont généralement prévus pour protéger les feux de la lumière du soleil qui pourrait provoquer de fausses indications.
Les signaux à projecteur étaient le type de signal le plus souvent utilisé aux États-Unis jusqu’à récemment, bien qu’ils soient devenus moins populaires en raison du vandalisme. Dans ceux-ci, une seule ampoule à incandescence est utilisée dans chaque tête, et un mécanisme de relais à courant alternatif ou à courant continu est utilisé pour déplacer un spectacle coloré (ou « rondelle ») devant la lampe. De cette manière, la gravité (sans risque) renvoie la rondelle rouge dans le chemin optique de la lampe. En fait, ce mécanisme est très similaire au signal lumineux de couleur qui est inclus dans un signal de sémaphore à commande électrique, sauf que l’omission du bras du sémaphore permet de miniaturiser les rondelles et de les enfermer dans un boîtier résistant aux intempéries. Largement utilisés aux États-Unis à partir de la Seconde Guerre mondiale, les signaux de projecteurs présentent l’inconvénient d’avoir des pièces mobiles qui peuvent être délibérément altérées. Cela avait conduit à ce qu’ils deviennent moins courants au cours des quinze à vingt dernières années, lorsque le vandalisme a commencé à les rendre vulnérables aux fausses indications.
Toutefois, dans certains autres pays, comme sur les chemins de fer italiens (FS) à partir du Regolamento Segnali, ils sont encore le signal lumineux de couleur standard, bien que les nouvelles installations soient comme indiqué ci-dessous.
Plus récemment, des grappes de LED ont commencé à être utilisées à la place des lampes à incandescence, des réflecteurs et des lentilles. Ceux-ci consomment moins d’énergie et ont une durée de vie utile supposée de dix ans, mais cela peut ne pas être le cas en réalité.
Les règles d’exploitation imposent généralement qu’un signal sombre soit interprété comme donnant l’indication la plus restrictive qu’il peut afficher (généralement « stop » ou « stop and proceed »). De nombreux systèmes de feux de couleur ont des circuits pour détecter de telles défaillances dans les lampes ou le mécanisme.
Signaux lumineux de positionEdit
Un signal lumineux de position est un signal où la position des feux, plutôt que leur couleur, détermine la signification. L’aspect consiste uniquement en un motif de feux allumés, qui sont tous de la même couleur. Dans de nombreux pays, de petits signaux lumineux de position sont utilisés comme signaux de manœuvre, tandis que les signaux principaux sont de forme lumineuse colorée. De même, de nombreux systèmes de tramway (comme le métro de Wolverhampton) utilisent des signaux lumineux de position.
Signaux lumineux de position en couleurEdit
Un système combinant des aspects des systèmes de couleur et de position a été développé sur le Baltimore and Ohio Railroad (B&O) en 1920 et a été breveté par L.F. Loree et F.P. Patenall. Il est similaire au système de feux de position, mais le feu central a été supprimé et les paires de feux résultantes sont colorées en fonction de l’angle qu’elles forment : vert pour la paire verticale, ambre pour la paire diagonale droite et rouge pour la paire horizontale. Une paire supplémentaire, de couleur « blanc lunaire », peut être ajoutée sur l’autre diagonale pour les indications restrictives. La signalisation de la vitesse n’est pas indiquée par des têtes de signal supplémentaires, mais par un système de feux « orbitaux » blancs ou jaunes placés dans l’une des six positions au-dessus et au-dessous de la tête principale. La position au-dessus ou au-dessous indique la vitesse actuelle, tandis que la position de gauche à droite indique la vitesse au prochain signal (pleine, moyenne ou lente dans les deux cas). Les signaux nains ont les mêmes aspects que les signaux de taille normale. L’un des avantages revendiqués pour le système est que les ampoules brûlées produisent des aspects qui peuvent être interprétés sans ambiguïté soit comme l’indication prévue (pour la tête principale), soit comme une indication plus restrictive (pour les orbitales – si seule la tête centrale est allumée, l’indication est soit lente, soit restrictive).
Les feux de position de couleur (CPL) ont été installés pour la première fois en tant que pilote sur le Staten Island Railway à New York, à l’époque une filiale du B&O ; ils ont également été appliqués au Chicago and Alton Railroad lorsque ce dernier était sous le contrôle du B&O, ainsi que sur le B&O lui-même. Avec la disparition du B&O dans le CSX, ils ont été progressivement remplacés par des signaux lumineux de couleur NORAC.