Abandon du fil à mémoire

Après avoir réalisé une dizaine de prototypes : 2 actionneurs de dételeurs, 6 actionneurs d’aiguille et 2 actionneurs de sémaphores, j’ai décidé de ne pas utiliser cette technologie sur mon réseau. J’avais pourtant été convaincu par mes premiers essais mais j’ai changé d’avis. Voici pourquoi.

Revenons sur les avantages

• Le FAM est séduisant car facile à mettre en œuvre. Il suffit d’un relai ou d’un interrupteur pour commander le mouvement. Il est donc bien adapté à une exploitation simple du réseau avec des commandes électriques.
• Le FAM est d’un coût très raisonnable. Le prix varie de 15€ le mètre [1] à 6€20 le mètre [2].

Alors, qu’est ce qui cloche ?

• Le rendement est médiocre. Si on se base sur les caractéristiques du fil Flexinol [3] on est aux alentours d’1mA à 1,2mA par gramme force de traction.
• La force de traction est donc assez faible.
• Le raccourcissement est très faible, 3%.
• Comme les actionneurs nécessite un débattement plus important que le raccourcissement du fil, il est nécessaire de multiplier le débattement avec pour conséquence une force encore plus faible.

Le FAM n’est pas compatible avec des actionneurs de taille réduite

Prenons par exemple un actionneur d’aiguille pour mon échelle préférée, le N. Le débattement de l’aiguille n’est pas énorme : 2mm mais il faut un débattement plus important pour l’actionneur car de chaque côté, une partie du débattement de l’actionneur est utilisé pour plaquer les lames. Par conséquent, il faut compter 6mm de débattement effectif pour l’actionneur afin que les lames soient plaquées vigoureusement. Si, comme moi, on est aussi contraint par la place, il est nécessaire d’utiliser de faibles longueurs de fil à mémoire [4]. Les moteurs envisagés utilisaient 33mm de longueur et un racourcissement de 1mm et donc un rapport de 1:6 entre le débattement de l’actionneur et le raccourcissement du fil. Il en résulte que la force est divisée par 6, soit 55g force pour le fil Selectronic de 0,15mm de Ø. Comme le retour en position de repos est effectué par un ressort de rappel et si l’on veut une force identique de placage des lames à chaque fin de course, on a donc une force effective en bout de course de 27g.

Faire de petits moteurs a donc un impact important sur leur efficacité. Avec des forces aussi faibles, le moindre frottement, un mauvais alignement, une installation qui n’est pas impeccable, peuvent perturber notablement le fonctionnement de l’actionneur, ce que j’ai pu constater sur mes prototypes d’actionneur de sémaphore. De plus, la précision de la réalisation mécanique augmente de manière inversement proportionnelle à la longueur de fil utilisée.

Enfin, l’ajout de contacts de fin de course, qu’ils soient mécaniques ou, comme je l’avais envisagé, magnétiques, consomme aussi une partie de cette force.

La puissance dissipée

La puissance dissipée est importante et, en employant des régulateurs de courant de manière à limiter l’intensité en plaçant les FAM en série, la consommation est permanente. Prenons comme exemple le fil de 0,15mm de Ø vendu par Selectronic. Un actionneur d’aiguille utilisant 33mm de fil nécessitera donc une tension de 1V et consommera 300mA [5] soit une puissance de 300mW. Avec les soixante-dix d’actionneurs prévus sur mon réseau, on atteint environ 25W de puissance dissipée en permanence car quand le fil est au repos, c’est le régulateur de courant qui va dissiper l’excédent.

L’approvisionnement

Avec la disparition du fil Pro Rail, il ne reste plus que Selectronic comme fournisseur. Apogée Vapeur qui propose depuis peu un actionneur en kit [6], semble avoir trouvé un autre fournisseur mais rien ne dit que le fil sera disponible au mètre.

Conclusion

Séduisant au premier abord par sa simplicité de mise en œuvre, surtout si l’on veut garder une électronique ultra-simple, le FAM possède donc un certain nombre de contraintes et d’inconvénients. Pour toutes ces raisons, je me dirige maintenant vers l’emploi de servomoteurs. La suite bientôt.