Une technologie simple: le VEC

Une technologie simple : le VEC

   François Giraud a élaboré  en 1970 un système d’une grande simplicité, d’une technique d’emploi très souple, sur lequel on pouvait fonder l’espoir d’une haute fiabilité pour un coût peu élevé : entièrement basé sur des principes physiques élémentaires, il n’utilisait ni ordinateur ni microprocesseur encore inexistants, mais de simples relais électriques.

Les explications techniques détaillées ci-après sont données comme exemples d’une adaptation progressive d’un système artificiel, imaginé dans un laboratoire, à la demande de son destinataire dans son environnement externe, dans des conditions particulières très difficiles.

Nous avons expérimenté tout d’abord dans notre atelier en 1970 un people mover VEC, dont le véhicule était une sorte de canapé à trois places qui défilait latéralement à travers la station d’embarquement, porté par une courroie animée d’une vitesse de 0,35 mètre par seconde.

Si une personne montait dans le véhicule en posant le pied sur le marchepied, celui-ci basculait, provoquant un arrêt, et la personne s’asseyait dans le véhicule immobilisé ainsi, mais qui repartait aussitôt que la personne libérait le marchepied en s’asseyant.

Le VEC expérimental ainsi construit a été mis en service pendant deux mois en 1972 à titre démonstratif sur la dalle de la Défense.

L’installation du VEC à La Défense consistait en une galerie de 170 mètres reliant deux abris de station, couvrant un convoyeur mu par des moteurs électriques linéaires, transportant d’un terminal à l’autre des véhicules de trois places. Dans les stations à chaque extrémité, on avait disposé une plaque tournante pour le retournement des véhicules du quai d’arrivée au quai de départ dans l’autre sens situé en face, et un caisson de retournement de la chaîne de convoyeur formant une boucle.

Cette exploitation réelle montra que le public ne réagissait pas comme les promoteurs l’avaient imaginé en laboratoire. Elle a permis au public d’inventer lui-même la manière dont il acceptait d’emprunter ce système inconnu : le passager qui voit la cabine s’immobiliser quand il pose un pied sur un marchepied, perplexe, reste sur place sans monter tandis que les cabines suivantes s’empilent derrière en file d’attente  ;  on devine qu’il cherche du regard un objet à saisir de sa main pour avancer l’autre pied tout en conservant un certain équilibre : il n’ose pas du tout monter dans un véhicule qu’il a lui même immobilisé, mais qui va se remettre en mouvement sous ses pieds dès qu’il aura quitté la terre ferme, s’il ne voit pas où il peut prendre appui avant de s’être assis.

                                    Fig 1. Vue d’une station Vec dans la zone d’arrivée

En somme, il réinvente le besoin d’une  «main courante»: le système a fonctionné sans problème dès que la cabine défilant sans s’arrêter lui a fourni des poteaux verticaux à agripper (Fig 1).

  Les moteurs électriques linéaires étaient des inducteurs (primaires) disposés au sol le long de la voie tous les 5 mètres entrainant à la vitesse de 5 mètre par seconde des induits (secondaires) réduits à de simples plaques de cuivre ;  les éléments composant la chaîne du convoyeur étaient ces plaques de cuivre portées par des patins: parallélépipèdes en bois ou en matière plastique glissant dans deux rails en U lubrifiés avec de l’huile soluble dans l’eau (Fig 2).

      Fig 2 À gauche une cabine quittant le convoyeur est portée par  une courroie de freinage jusqu’à l’arrivée                                                                                                   À droite une cabine au départ est portée par une courroie d’accélération    pour  être   transférée au convoyeur

Un premier résultat remarquable a été la réalisation de ce convoyeur très silencieux, par comparaison avec les convoyeurs rapides utilisés en manutention automatique qui font un bruit considérable de roulements ou de galets.

Le problème était de charger sur ce convoyeur des véhicules portant des usagers qui y avaient pénétré à la vitesse de 0,35 mètre par seconde, avant d’être accélérés jusqu’à 5 mètre par seconde, puis de les décharger vers une station d’arrivée en les décélérant de 5 mètre par seconde à 0,35 mètre par seconde pour que les occupants puissent en descendre (Fig 2).

Le mode de production automatique de cette accélération-décélération était le suivant:

Quelques milliers de mesures de l’accélération avaient montré une dispersion d’écart -type 2%. De ce fait, si les véhicules successifs étaient jointifs en station, séparés par leur longueur L= 2 m, et lancés à intervalles : L/0,35 = 5,7 secondes, ils étaient déposés avec confiance sur le convoyeur à l’intervalle minimum :

5,7 secondes x 5 mètre par seconde (+ 6%)= 30 mètres, augmenté par prudence sur ce prototype d’une distance de sécurité par un relais de retard au lancement.

La caisse des véhicules suspendue sur des ressorts d’automobile, était portée derrière les sièges par deux roues diabolo roulant sur un rail cylindrique, et posée à l’avant sur le convoyeur. Dans les stations, elle était posée à l’avant sur une courroie mue à 0,35 mètre par seconde (Fig 1).

Arrivé en bout de station de départ après avoir chargé  des usagers, , le véhicule était transféré sur une courroie mue à 5 mètre par seconde comme le convoyeur, en y reposant à son centre de gravité par une roue freinée  ;  une partie du poids du véhicule était transmis aux roues diabolo roulant sur le rail cylindrique, une autre partie à la roue freinée en venant au contact de la courroie rapide; elle subissait une force de frottement de glissement qui ralentissait de 5 mètres par seconde à zéro la vitesse relative entre le véhicule et la courroie rapide, ce qui revenait à accélérer ce véhicule à la vitesse à laquelle il pouvait être déposé sur le convoyeur, animé de cette vitesse de 5 mètres par seconde.

L’action de la roue freinée équivalait à celle d’un embrayage à friction. La suspension conçue comme celle d’un pèse-personne transportait à la roue freinée une fraction constante du poids, quelle que soit la répartition aléatoire du poids des usagers. Le freinage par rapport à la courroie produit par la roue freinée, équivalait à une accélération du véhicule par rapport à la station, qui était constante dans la mesure où le coefficient de friction roue freinée sur courroie était constant (égal à 0,2) avec des matériaux de friction éliminant l’effet de l’humidité : il était égal à la fraction constante de poids portée par la roue freinée, multipliée par 0,2.

À l’arrivée en bout de station de débarquement, le même mécanisme  ralentissait le  véhicule de 5 mètres par seconde sur le convoyeur à la vitesse de 0,35 mètres par seconde sur la courroie d’accès au débarquement des passagers.

À l’usage François Giraud s’est aperçu que ce système fonctionnait même quand on laissait les cabines  prêtes à partir s’empiler sur le quai d’embarquement sans avancer en une file d’attente derrière un usager en difficulté.

En plaçant en amont de la rampe de lancement une série de supports mobiles lents, voire immobilisés portant une cabine chacun, on obtenait un service très souple, où chaque usager montait à son tour à sa vitesse propre comme dans une file d’attente devant un guichet quand les usagers antérieurs sont servis chacun à son tour et à son rythme.

A contrario les tenants d’un mécanisme multiplicateur semblable à celui du trottoir roulant accéléré (comme le Delta V) soutenaient que le People Mover ne pouvait fonctionner qu’avec une cinématique rigoureuse, un mécanisme d’horlogerie faisant défiler l’offre de transport avec une précision de chronomètre à intervalles temporels bien constants. Mais englués dans des difficultés mécaniques, ils n’ont pu transporter du public et n’ont pas profité de son expérience : l’usager maladroit, qui n’avait pu monter, n’avait plus qu’à se replacer dans la file. Si le synchronisme programmé  lui avait fait perdre l’équilibre le système était arrêté. La controverse technique en est restée là.

Suite => Le VEC à la Fnac : des embûches

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