Source : Archivchemindefer

Kálmán Kandó (1869 - 1931)

pionnier du courant monophasé 50 Hz en traction ferroviaire


J.-F. Picard, d'après une documentation issue du  Közlekedési Mùzeum de Budapest et de Y. Machefert Tassin, F. Nouvion et J. Woimant, 'Histoire de la traction électrique', Paris, ed. La vie du rail, t. I, 1980.

Né en 1869 à Budapest, Kálmán Kandó obtient son diplôme d’ingénieur en mécanique à l’issue de ses études à l'université technique de la capitale hongroise. Sa carrière débute en France dans l’industrie où il travaille sur le développement du moteur à induction imaginé par Nikola Tesla (1856-1943), le chercheur américain d’origine serbe, promoteur du courant alternatif. En 1894, il revient dans la mère patrie, recruté par Andras Mechwart, le directeur de la firme Ganz de Budapest. Ce dernier a succédé au fondateur, Abraham Ganz, un métallurgiste d’origine suisse qui a fondé la firme éponyme, laquelle est devenue l’un des pôles de l'industrie ferroviaire austro-hongroise. Kálmán Kandó qui prend alors la responsabilité du département d’ingéniérie électrique de Ganz entreprend alors de défricher un domaine appelé à un bel essor : l’électrification des chemins de fer.

                                                                                         L'université technique de Budapest (DR)
Kálmán Kandó (coll. du Közlekedési Mùzeum Budapest)                                                       

Spécialiste du courant alternatif, il met au point l’usage du courant triphasé en traction ferroviaire. Pour cela, il dispose d’une station d’essai sur une ile du Danube et, en 1898, Ganz peut installer une petite ligne de tramway alimentée en courant triphasé (600 volts) à Evian les Bains, en France.


1898, le tramway Ganz à Evian alimenté en 600 volts triphasé, on remarque la double perche d'alimentation (coll. YMT)

De 1902 à 1904, Kálmán Kandó est le promoteur d'une réalisation d’envergure, l'électrification de la ligne de la Valteline en Lombardie, longue d'une centaine de kilomètres et alimentée en courant triphasé 3000 volts à la fréquence de 15 Hz. Le matériel moteur est construit par Ganz à Budapest, notamment un type d'automotrices et de locomotives de type 1-C-1. Contrairement aux expériences menées en Allemagne à l'époque mais restées à l'état prototypique, cette réalisation est appelée à une grande notoriété. Il s'agit en effet d'une première en Europe, sinon dans le monde, destinée à démontrer les vertus de la traction électrique dans l'exploitation des chemins de fer. Cependant, si le courant triphasé présente un certains nombres d'avantages, il a aussi quelques inconvénients. A son bénéfice, l'autorégulation propres aux moteurs triphasés, capables de conserver leur vitesse et leur capacité de traction quelque soit le profil de la ligne. En cas de variation de charges, ils se mettent à fonctionner en hypersynchrone et renvoient de l’énergie à la source (freinage électrique). Du côté des inconvénients, si l'utilisation d'une fréquence de 15 Hz a permis de réaliser des moteurs lents, donc d'utiliser une transmission par bielles imaginées par K. Kàndo (un type de transmission  également utilisée plus tard sur des machines construites par Ganz pour la cie. du Paris Orléans fonctionnant en courant continu 1,5 kV), la vitesse des engins de la Valteline, fonction de la fréquence du courant d'alimentation, est restée  limitée à 30 km/h. D'autre part, l'alimentation triphasée nécessite une double ligne de contact avec les contraintes d'isolement inhérentes à ce type d'installation.


 1904 : loco et automotrice fournies par Ganz pour la ligne de la Valteline (Ferrovie dello Stato)

Il n’empêche, après son adoption pour la première électrification du tunnel du Saint Gothard en Suisse (mais assez vite les chemins de fer helvétiques adopteront le monophasé à fréquence spéciale de 16 2/3), le triphasé est appelé à un certain développement en Italie du nord où Kálmán Kandó s'installe en 1907 pour travailler, avec Westinghouse et Brown Boveri, à l'électrification des lignes du Piémont et à leurs extensions vers la frontière française, à Modane par le tunnel du Mont Cenis et à Vintimille par la ligne du littoral ligure. Par la suite, la tension sur le réseau des 'Ferrovie dello Stato' (FS) sera  portée à 10 kV et la fréquence à 45 Hz, selon des dispositions qui perdureront jusqu'aux années 1960, moment où il bascule en 3 kV continu. Mais revenons au destin de l'ingénieur hongrois. En 1915, il retrouve sa patrie alors que  l'Empire austro-hongrois est entré dans la Grande Guerre au sein de la Triplice. Exempté de service militaire, il prend la direction de la firme Ganz. Au lendemain du conflit, alors que des conférences techniques internationales prévoient d'unifier le dispositif des grands réseaux électriques autour du courant alternatif haute tension à 50 Hz (CIGRE 1922), Kálmán Kandó se convainc que l’électrification des chemins de fer est appelée à devenir l’une des composantes des usages généraux de l'électricité, que ce soit dans l'industrie ou en matière d'éclairage. Or, l'invention du convertisseur de phase monotriphasé - le dispositif qui le rendra célèbre - permet d'envisager l'utilisation directe d'un courant  monophasé 50 Hz par le chemin de fer. Il lui permet de puiser son énergie directement auprès des producteurs d'électricité, tout en simplifiant la ligne de contact nécessaire au captage du courant de traction. En 1923, Kandó appareille ainsi une première locomotive à cinq essieux qui est essayée avec succès dans la banlieue de Budapest.


1924 : prototype de loco en monotriphasé 50 Hz sur la ligne Budapest-Alag (coll. Közlekedési Mùzeum Budapest)

Fort de cette réussite, au début des années 1929,  les chemins de fer hongrois (MAV, Magyar Államvasutak) équipent la ligne Budapest-Vienne  (en fait jusqu'à la gare frontière de Hegyeshalom). Le ligne électrifiée en monophasé 16 kV - 50 Hz, une subvention du gouvernement britannique, permet de passer commande à Ganz d'une série de locomotives de type 1 D 1 (série V- 40). Celles-ci sont dotées d'un convertisseur-transformateur à six phases alimentant un unique moteur multipolaire polyphasé, un dispositif qui autorise quatre vitesses autorégulées (25 à 100 km/h). Malgré la complexité de leur appareillage électrique, ces machines mises en service en 1931, l'année du décès de leur concepteur, se révélent si robustes qu'elles resteront en service jusque dans les années 1970.


Diagramme d'une V - 40, on note l'encombrement du moteur triphasé, la transmission par bielles de Kando et, sur la gauche, le convertisseur de phases avec son circuit de refroidissement (coll. YMT)

Après la disparition de Kalmàn Kandó, d'autres types de locomotives à groupes convertisseurs sont développés par Ganz, notamment une 2 D 2  à moteurs entièrement suspendus (V 44), mais d'une poids respectable de 160 tonnes, ce qui ne manque pas de provoquer le scepticisme de certains ingénieurs quant à l'avenir de ce mode de traction, notamment en Allemagne. Et l'on sait qu'au tournant des années 1950, le véritable essor du monophasé 50 Hz reposera sur le développement des redresseurs statiques adoptés en France par les ingénieurs de la SNCF. C'est-à-dire sur l'essor de l'électronique de puissance, ignitrons, thyristors, GTO qui permettent aujourd'hui d'alimenter tout moteur de traction par n'importe quel type de courant. En Hongrie même, le relèvement de la tension à 25 kV sur le réseau électrifié a contribué à remiser la technique de Kando au musée. Ainsi, au début des années 1960, les MAV s'équipent en BB légères dotées de redresseurs statiques de conception Siemens (V 43), des machines toujours en service aujourd'hui dans ce pays qui fut le berceau de la traction électrique en monophasé cinquante périodes.


1940 : une 2D2 (V 44) à sa sortie des usines Ganz  (coll. Közlekedési Mùzeum Budapest)


2009 : une BB série  V 43 en gare de Budapest Nyugati (photochemindefer)


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