Le digital démystifié : le digital sous un angle technique mais accessible à tous

Qu’est-ce que le digital ? Pour certains il s’agit du mal absolu ou du bien ultime.

Laissez-moi tout d’abord enlever une part du mythe qui se cache derrière ce terme barbare pour certains.

Le digital ce n’est ni plus ni moins qu’un moyen innovant de commander vos trains.

Sans vous expliquer en détail le fonctionnement du système, les éléments à comprendre dès maintenant sont

 

  • l’électricité dans la voie se décompose en deux parties :
    • la partie continue, qui sert à fournir la puissance pour permettre aux trains de se déplacer
    • la partie alternative, qui permet de transmettre les ordres aux trains
  • chaque locomotive va posséder une adresse, qui doit être unique
  • il est possible d’avoir plusieurs locomotive sur une même voie non isolée sauf dans un cas particulier sur lequel je reviendrai plus tard
  • Il existe plusieurs standards (ou normes bien que cela soit un abus de langage) ; les deux principaux sont le DCC et le Motorola. Vous pouvez aussi parfois entendre parler de format Selectrix ou FMZ. Il s’agit de protocoles particuliers liés uniquement à une seule marque.
  •  Les accessoires fixes possèdent une adresse qui leur est propre. Les numéros bien que commençant comme le matériel moteur sont distincts. La commande d’un aiguillage à l’adresse 1 ne commandera pas une machine avec l’adresse 1 et réciproquement.
  • Nous sommes dans le monde de l’électronique numérique dont tout n’est qu’une suite de 0 et de 1 pour former des bits. L’utilisateur n’a aucunement besoin d’être un expert en matière informatique pour être capable d’utiliser un système digital mais il est important de ne pas perdre cela de vue car certains points sont assez logiques quand on pense informatique.

Le principe de fonctionnement du système :

 

L’objectif d’un système de commande digitale est de transmettre des ordres à des récepteurs qui les interprètent et agissent en conséquence.
Un tel système de commande doit aussi être capable de recevoir et de traiter des rétro-signaux. Un rétro-signal permet d’indiquer la survenue d’un événement tel que la présence d »un train à tel endroit du réseau.
Les systèmes modernes et de gamme moyenne ou haut de gamme sont aussi capables de dialoguer avec un ordinateur dans le but d’automatiser le fonctionnement de l’ensemble du réseau.

 

Pour communiquer, le système de commande utilise un ou plusieurs « bus » avec au minimum 2 conducteurs (ou câbles). Pour transmettre les ordres aux locomotives on utilise la voie.

 

En parallèle il est utilisé d’autres bus, par exemple pour commander les aiguillages, ou recevoir les informations de rétro-signalisation.

 

Le système de commande digitale envoie des messages aux récepteurs pour leur dire ce qu’ils doivent faire.

 

Un message est composé de plusieurs éléments :

Message

 

– Une adresse : pour dire quel récepteur doit tenir compte de l’ordre qui suit
– L’ordre en lui-même : la vitesse, le sens, l’activation des feux,  les arrêts etc…

– Un dispositif de contrôle : pour éviter la prise en compte d’ordres erronés _ en cas de mauvaise transmission un dispositif de contrôle est prévu dans chaque message.

Les systèmes de commande digitale utilisent le courant servant à l’alimentation des trains pour faire transiter les ordres pour ces même trains. Les signaux d’ordres doivent donc être amplifiés -comme un amplificateur audio pour le son qui sort d’un appareil avant d’aller dans des haut-parleurs- pour cela on utilise des « boosters ».
Suivant le système, ils sont soit intégrés, soit dans un boitier séparé. Il est aussi possible d’avoir plusieurs boosters avec une seule centrale pour augmenter la puissance électrique totale disponible.

 

Entre chaque message d’ordre il est prévu l’envoi d’une séquence permettant aux récepteurs ou décodeurs de savoir qu’un nouveau message va commencer, dans cette suite ininterrompue de 0 et de 1 (les fameux bits). Il existe aussi un code spécial (séquence) indiquant la fin du message. En langage informatique on appelle un message délimité par le code de début et de fin un « paquet », pour « paquet de données ».

 

La rétro-signalisation un mot qui fait peur :

La rétro-signalisation est un mot derrière lequel se cache quelque chose d’assez simple. Être capable de savoir si une partie de votre réseau (zone appelée canton) est occupée ou non par un train. La technique la plus utilisée pour réaliser la détection du train est de détecter une consommation de courant sur la zone surveillée au moyen d’un petit circuit électronique. Une fois que le module électronique de détection sait si un train est présent ou non, il envoie cette information via son bus de communication ( S88, RS, ou autre nom barbare qui désigne une technologie bien particulière) à la centrale digitale et le plus souvent à l’ordinateur qui est connecté.

Retrosignalisation vous avez dit ?
Nous reviendrons sur les cas où il est nécessaire d’utiliser un tel système dans la suite de cet article.

 

Voila pour la théorie d’un protocole.

 

Le cas des unités multiples :

Il est possible avec un système digital d’avoir des locomotives en unités multiples. L’intérêt du digital pour réaliser cela c’est qu’il est facile de créer les unités multiples et de les supprimer. En effet, en plus de son adresse unique, chaque locomotive peut recevoir une adresse spécifique d’unité multiple. Une fois configurée, elle répond à cette adresse d’unité multiple mais conserve son adresse pour le jour où elle ne circulera plus en unité multiple. C’est facile à faire et surtout vous pouvez avoir deux machines (ou plus) motorisées qui tractent un même train à la même vitesse. En poussant le système à ses limites vous pouvez même envisager de longs trains comme aux USA et répartir les machines dans le train.

Unité multiple de Dash 8 BNSF

Un des corollaires de la gestion des unités multiples est la facilité d »exploitation des rames réversibles. Il est beaucoup plus facile de contrôler une rame réversible en digital qu’en analogique car vous contrôlez le point d »arrêt de la machine n »importe où sur le réseau par rapport à la détection qui est fait de la voiture pilote.

Je pourrai encore vous en bassinez pendant 10 pages mais ce qui m’importe surtout c’est de vous expliquer le côté pratique du digital est comment l’utiliser au mieux.
Passons maintenant à la pratique et aux différentes utilisations possibles du digital.

 

Le digital simple :

Il s’agit de l’approche la plus attractive du digital et aussi la plus simple. Dans cette configuration, la centrale digitale est connectée au réseau avec deux fils comme pour n’importe quel transformateur. Vous installez autant de décodeurs que vous avez de machines. Chaque machine équipée peut circuler en simultané sur votre réseau avec une gestion indépendante de la vitesse. Cependant, il n’y a aucun système anti-collision. Avec cette approche vous pouvez très simplement commuter en analogique pour faire circuler une machine non équipée.

 

Cette approche du digital est adaptée pour faire circuler quelques trains en simultané et en particulier sur un petit réseau. Vous avez un système très simple à mettre en œuvre et fiable.

Le digital simple avec automatisme :

Avec cette approche vous reprenez le concept précédant, auquel vous ajoutez de la complexité avec de l’électronique pour contrôler vos trains. Il vous est nécessaire de découpez votre réseau en cantons suivant le principe retenu par vos modules électroniques. C’est un système qui en plus de coûter cher vous impose de tirer de nombreux fils entre les modules. Bref vous recréez une partie de la complexité de l’analogique que vous avez choisi de quitter en installant de nouveaux fils. Vous êtes limités et vous ne pouvez pas gérer les situations complexes ni la signalisation autre que rouge/vert. Par contre vous avez un système anti-collision.
Cette approche du digital est pour moi une mauvaise solution -tout du moins dans l’état des produits disponible sur le marché car sur le papier elle est au contraire séduisante- elle combine les problèmes de l’analogique -à savoir la quantité de fils- et fait perdre une grande partie des avantages du digital. Elle est de plus très coûteuse. Le matériel actuellement sur le marché ne permet pas de conseiller cette approche sauf dans des cas très spécifiques.

Le digital informatisé :

C’est une approche qui peut faire peur et ce n’est pas totalement faux. Cependant, avant de partir en courant lisez ce qui suit jusqu’à la fin. Ne le cachons pas, pour réussir dans cette approche, il est nécessaire d’avoir un minimum de connaissances en informatique, car vous allez devoir passer du temps sur votre ordinateur pour configurer des modules électroniques et faire de nombreux essais.
Si vous avez survécu à ce qui précède, tout ce temps passé va vous permettre de découvrir maintenant ce que vous allez pouvoir faire de plus avec le digital informatisé, par rapport aux autres approches.
Il vous permet de contrôler une signalisation française réaliste avec tous les états possibles.
Vous êtes capables de programmer l’exploitation de votre réseau de manière totalement automatique avec des séquences d’itinéraires, des arrêts en gares, …
Le pilotage des trains peut être automatique grâce à l’ordinateur, et si vous le faites vous-même, manuel.
En plus de votre centrale digitale et des locomotives équipées d »un décodeur, pour réaliser tout cela, il vous faut :
– Un logiciel de pilotage informatique de votre réseau
– Des modules de commande pour les aiguillages
– Des modules de rétro-signalisation (ils sont de retour)
– Des modules pour les signaux
– Une interface avec l’ordinateur si votre centrale n’en est pas équipée d’origine
Le monde du digital complexe
Le nombre de modules et les branchements dépendent de votre réseau. Il sera nécessaire de tirer quelques câbles, mais cela sera moins qu’en digital simple automatisé et beaucoup moins qu’en analogique pour réaliser la même chose.

Cette solution est adaptée à partir d’un réseau de taille moyenne qui peut envisager de faire circuler plus de 3 trains en simultané. Pour moi c’est une solution qui n’est que partiellement satisfaisante car elle est complexe, dans le sens où il faut impérativement utiliser un ordinateur car il possède l’intelligence de savoir où sont les trains et l’occupation des voies. Les quelques essais réalisés jusque ici par des industriels sur du matériel hybride permettant de supprimer l’ordinateur ne sont pas encore assez aboutis pour être valables. Je pense à la commande de viessmann dont le principe est excellent mais pas dans la pratique.


C’est bien gentil de parler de digital mais quel est le meilleur moment pour se lancer ? Le moment idéal c’est au début de la construction d’un réseau. En particulier lorsqu’il en est encore au stade de la conception. C’est à ce moment là que vous pouvez encore vous permettre de prendre en compte les spécificités de câblage qu’impose le digital complexe si vous souhaitez automatiser votre réseau.
Mais soyons clairs sur un point : ce n’est pas parce que vous souhaitez automatiser votre réseau qu’il faut foncer sur une technologie et vous lancer dedans tout de suite. Mon conseil est avant tout de prévoir les coupures dans la voie vous permettant de le faire dans le futur et d’étaler vos dépenses et surtout de bien comprendre le digital avant d’attaquer les éléments complexes. Et donc de commencer par faire rouler votre réseau en digital simple avant de l’automatiser.
Si votre réseau existe déjà, suivant l’équipement déjà installé, il vous sera plus ou moins facile de passer au digital. Si vous avez de l’analogique sans automatisme pas de problème majeur remplacez le transformateur par votre centrale digitale.
Si vous avez des automatisme analogique, il vous faudra au préalable les déconnecter pour installer du digital ; par contre, il vous sera plus facile d’installer un digital automatique car il y aura de nombreuses coupures dans la voies. Mais avez vous vraiment besoin du digital si votre réseau est déjà automatisé ???
Choisissez bien votre type de système digital, n’oubliez pas que pour être ambitieux il faut travailler par étapes. En voulant allez trop vite vous loupez des étapes qui peuvent avoir des conséquences importantes.
Cet article a pour but de vous permettre de voir plus clair dans le monde du digital, si après avoir lu cet article vous avez toujours des questions n’hésitez pas à me les poser en écrivant un commentaire en dessous de cet article.

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