Irisbus Cristalis

Irisbus Cristalis
Irisbus Cristalis ETB12 des TCL (Lyon)
Marque	Irisbus
Années de production	2002 — 2011
Production	172 exemplaires
Classe	Trolleybus
Usine(s) d’assemblage	Rorthais (Poitou-Charentes)
Moteur et transmission
Énergie	Électrique
Moteur(s)	2 × 80 kW moteurs-roues ou 4 × 80 kW moteurs-roues
Puissance maximale	88 ch
Poids et performances
Poids à vide	13 400 kg 19 100 kg
Châssis - Carrosserie
Carrosserie(s)	2 ou 4 portes (électriques)
Dimensions
Longueur	12 979 mm 17 980 mm 18 430 mm
Largeur	2 550 mm
Hauteur	3 400 mm
Empattement	5 355 mm 6 120 mm 6 765 mm
Chronologie des modèles
Renault ER 100
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L'Irisbus Cristalis est un modèle de trolleybus, fabriqué par Irisbus et équipé d'une chaîne de traction électrique construite par Alstom. Le Cristalis est commercialisé entre les années 2002 et 2011^[1]. 175 véhicules sont vendus pendant cette période.

Le Cristalis existe deux versions de 12 et 18 mètres de long, appelées respectivement ETB (Electric Trolley Bus) 12 et ETB 18. Ces deux versions sont déclinés suivant leur motorisation, de la manière suivante :

• ETB 12 : trolleybus 12 m (standard, avec perches ; autonomie par moteur 88 ch) : Lyon (69), Saint-Etienne (11) et Limoges (27).
• ETB 18 : trolleybus 18 m (articulé, avec perches ; autonomie par moteur 88 ch) : Lyon (55) et Milan (Italie) 10.
• Bimode 12 m (standard, avec perches et moteur 300 ch Euro 3)
• Bimode 18 m (articulé, avec perches et moteur 300 ch Euro 3)
• Thermique 18 m (articulé, sans perches et moteur 300 ch Euro 3)

Historique

Intérieur d'un Irisbus Cristalis ETB18 du réseau des TCL

ETB 18 arrivant à son terminus de Saint-Paul (ligne C3 - Lyon)

ETB 18 de Milan (Italie)

Ligne C3 du réseau de Lyon à son terminus

Cristalis à Milan, Italie.

Le Cristalis devait se décliner en une version trolleybus, pour remplacer les anciens Renault ER 100 qui équipaient les villes françaises, et une version diesel électrique qui équipée du système de guidage issu du Irisbus Civis devait concurrencer les tramways.

Malheureusement la chaîne diesel électrique ne réussit pas, en termes de rendement, à concurrencer une chaine de traction mécanique. Le système Civis fut monté sur des bus Agora puis sur des Citelis et le Cristalis fût commercialisé en trolleybus uniquement

Caractéristiques techniques

Dimensions

Motorisation

Le Cristalis se démarque des trolleybus classiques par le choix de la chaîne de traction électrique. En effet, un « Moteur Roue » électrique est placé dans les roues arrière alimenté, par un coffre trolley qui capte le courant des lignes aériennes de contact, et en secours par un générateur placé à l'arrière du bus, alimenté par un moteur diesel. Ce système permet de dégager intégralement le plancher bas du bus et un fauteuil roulant peut passer entre les passages de roues arrières.

Problème de la sécurité électrique

Il existe trois moyens d’assurer la sécurité des personnes avec un appareil électrique

• la mise a la terre de la carcasse avec un fils de terre lorsqu'on est en régime de neutre TT (comme, par exemple, les machines à laver)
• le double isolement avec 2 barrières d’isolement (par exemple les perceuses et robot ménager)
• l’isolement galvanique avec un transformateur (par exemple les prises rasoir dans les salles d’eau)

Sur un tramway, les roues en fer garantissent que la carcasse du véhicule est en contact avec la terre, jouent le rôle du fil de masse. Au contraire les pneus des trolleys assurent un excellent isolement, et historiquement on a eu recours au double isolement.

La mise en œuvre dans un trolley d’un double isolement est complexe. Il faut isoler de la caisse tous les organes électriques y compris mettre un isolant entre le rotor du moteur de traction et l’arbre de transmission.

Ce qui est complexe dans un trolley classique devient presque irréalisable avec des moteurs roues ultracompacts.

La solution originale adopté pour le Cristalis a consisté à concentrer toutes les contraintes dans le « Coffre Trolley » qui contient un transformateur réalisant un isolement galvanique entre les lignes aériennes de contact et le véhicule.

Les perches

Les perches permettent de capter le courant sur les lignes aériennes de contact. La tension est comprise suivant les réseaux entre 600 et 750 V continu.

Les perches sont pilotées par des vérins, leur montée et leur descente est commandée via le coffre trolley depuis le tableau de bord. La descente peut se commander n’importe où. Pour la montée le chauffeur doit se placer sous un « entonnoir » : ces plaques en formes de W inversé, installées aux endroits stratégiques sur le réseau, permettent de guider les perches afin que les patins viennent se positionner avec précision sur les lignes aériennes de contact.

Perches du Cristalis

Le coffre trolley

C’est une des innovations majeures du Cristalis. Ce coffre en toiture complètement isolé de la carrosserie est composé en entrée d’un contacteur, d’un jeu de diodes permettant emprunter les lignes de contact à contre-sens, d’un thrystor permettant de shunter les diodes pour permettre la récupération d’énergie.

« Coffre Trolley » sur un Cristalis ETB12

Ensuite côté HT on trouve un onduleur 700 V et côté BT un onduleur 350 V, les 2 onduleurs sont reliés par un transformateur 700 V / 350 V, qui assure l’abaissement de la tension et l’isolement galvanique.

Si l’on est en traction l’onduleur HT travaille en onduleur monophasé le transformateur abaisse la tension et l’onduleur BT fonctionne en redresseur pour fournir le 350 V continu nécessaire aux onduleurs de traction.

En freinage les rôles sont inversés et le courant 700 V continu est renvoyé vers les lignes de contact. La simplicité du système n’a d’égale que la complexité des algorithmes qui synchronisent les 2 onduleurs dans tous les modes de fonctionnement.

Le coffre reçoit ses consignes par un réseau CAN.

La puissance nominale du coffre est 225 kW, Les onduleurs sont refroidis par un circuit d’eau spécifique embarqué dans le coffre.

Les onduleurs de traction

Les onduleurs de traction convertissent le 350V continu en courant alternatif triphasé variable en tension entre 0 et 350 V et en fréquence entre –450 et + 450 Hz pour entraîner le moteur de traction en fonction de la consigne transmise par un réseau CAN.

Le design de l’onduleur est ultra-compact pour pouvoir être intégré dans l’épaisseur du plancher bas du Cristalis. Le refroidissement est assuré par le circuit d’eau des moteurs électriques.

Les algorithmes de pilotage sont d’une très grande sophistication, pour pouvoir piloter parfaitement le moteur asynchrone qui est intrinsèquement instable, aussi bien à très haute vitesse, qu’a vitesse nulle avec un couple nominal.

Des fonctions d’anti-glissement et d’antipatinage permettent d’adapter instantanément le couple de la roue aux conditions d’adhérences. Ces caractéristiques permettent au Cristalis d’avoir une motricité hors du commun.

Les moteurs de traction

La difficulté d’installer un moteur de traction de 80 kW dans le moyeu de la roue a nécessité la conception d'un moteur ultra-compact tournant a très haute vitesse (9 000 tr/min), refroidi par eau. C’est un moteur triphasé asynchrone choisi pour son excellent rapport poids puissance. Ce moteur est accouplé a un réducteur sur lequel vient se fixer la jante. Pour réaliser un ensemble le plus compact possible, Michelin a développé un pneu plus large qui permet de remplacer les classiques pneus jumelés. Un frein à bain d’huile complète l’ensemble. Le bruit du réducteur à engrenages droits et tournant à haute vitesse, est la principale source de bruit du Cristalis.

Le frein rhéostatique

En cas de freinage, au début de la course de la pédale, le véhicule freine exclusivement grâce aux moteurs électriques qui fonctionnent en génératrice. Le courant produit est si possible renvoyé aux lignes de contact via le coffre trolley. Sinon, il est dirigé par un module hacheur sur une série de résistances en toiture qui dissipent l’énergie de freinage.

La génératrice

En cas de circulation sur des voies sans lignes de contact, deux génératrices courant continu 350 V sont disponibles. Une première, de 65 kW, entraînée par un moteur diesel permet d’obtenir les pleines performances jusqu'à 20 km/h environ, au-delà les performances du véhicule sont dégradées.

Elle ne permet qu’une exploitation occasionnelle sans lignes de contact.

L’autre génératrice de 225 kW permet d’obtenir les pleines performances dans tous les cas. Elle permet d’exploiter le Cristalis sur des lignes qui ne seraient que partiellement équipées de lignes de contact, ou d’utiliser le véhicule sur des lignes non électrifiées comme le Civis de Las Vegas.

Le convertisseur statique

Pour fournir l’énergie 24 V à la partie classique du véhicule (porte, éclairage, etc.) un convertisseur permet d’abaisser la tension de 350 à 24 V.

Refroidissement

Comme les principaux composants de la chaîne de traction sont refroidis par eau, des radiateurs sont installés en toiture et une batterie de ventilateurs bien visible à l’arrière maintient la température de l’eau entre 20 et 40 °C.

À noter que les ETB 18 avec leurs 2 essieux moteur sont plus maniables que les autobus articulés classiques qui n'ont qu'un seul essieu moteur à l'arrière.

Exploitation

Pays	Ville	Exploitant	Numéros de parc	Quantité	Années de livraison	Observations - Particularités
France	Lyon	TCL	1801 à 1869 (ETB 12) 1901 à 1927 ; 2901 à 2928 (ETB 18)	69 (ETB 12) 55 (ETB 18)	2001-2010	Lignes majeures     (ETB18). Lignes majeures       (ETB12).
France	Limoges	STCL	101 à 127 (ETB 12)	27 (ETB 12)	2006-2011	Lignes 1, 2, 4, 5 et 6. NB : la ligne 4 est exploitée en commun avec des Hess Swisstrolley 4.
France	Saint-Étienne	STAS	111 à 121 (ETB 12)	11 (ETB 12)	2004	Ligne  3 (couplée avec des autobus).
Italie	Milan	ATM	400 à 409 (ETB 18)	10 (ETB 18)	2005	Lignes 90/91 (circulaires), et en renforcement sur la 92.

Galerie

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  Cristalis ETB 12 de la ligne C14 de trolleybus de Lyon

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  Un Irisbus Cristalis sur la ligne 1 à Limoges

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  Cristalis ETB12 sur la ligne 2 à Limoges

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  File d'Irisbus Cristalis ETB12 des transports en commun lyonnais sur le quai de la Pêcherie (1er arr.)

• 

  Intérieur d'un ETB 12 première génération, à Lyon : vue vers le fond

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  ETB 12 à Lyon

Notes et références

1. ↑ Robert Viennet, « L'arrêt du Cristalis marque la fin du trolleybus à la française », sur MobiliCités, le portail des transports publics et de la mobilité,‎ 10 février 2011 (consulté en 1^er juin 2012).

Voir aussi

Bibliographie

• Philippe Herisse, « Cristalis : le trolleybus du futur », La vie du rail et des transports (édition professionnelle), n^o 174,‎ 21 mars 2001, p. 4-10 (ISSN 1249-2892)

Articles connexes

• Irisbus Civis, la version à guidage optique, diesel-électrique (Las Vegas), ou trolleybus (Bologne)

Liens externes

• (fr) Irisbus Cristalis, sur TRANS'BUS

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