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Une caténaire est un ensemble, constitué de fils de cuivre, destiné à
l'alimentation des trains électriques et comprenant
principalement :
Du fait de son poids, un fil tendu entre deux points ne peut pas suivre une ligne droite. Il suit une courbe qu'on appelle une chaînette.
Le captage du courant aux vitesses élevées (dès 60 km/h) nécessite un fil de contact parfaitement horizontal. Aux vitesses classiques, des irrégularités se traduiraient par des chocs répétés entrainant rapidement une rupture du fil de contact. À grande vitesse, la continuité du contact pantographe-caténaire ne serait plus assurée.
La solution consiste à suspendre le fil de contact, rainuré longitudinalement à cet effet, à un fil porteur par l'intermédiaire de pendules de longueurs variables, suivant le même principe que les ponts suspendus. L'ensemble est tendu par un contrepoids qui exerce une traction équilibrée sur les deux fils.
Le positionnement latéral du fil de contact est généralement assuré par des bras de rappel, fixés aux poteaux de support de la caténaire.
L'ensemble est sous tension et soutenu par des consoles isolées des poteaux support par des isolateurs en verre.
Sur un certaine type de caténaire, dit « Midi », ces bras n'existent pas et seule la tension du fil de contact ainsi qu'un positionnement judicieux des points de fixation du fil porteur, permettent au fil de contact de suivre l'axe de la voie.
En plan, la caténaire ne forme pas une ligne droite, mais un zig-zag. Cette disposition est destinée à éviter l'usure ponctuelle de l'archet du pantographe.
La hauteur standard de la caténaire est de 5,75 m. Cette hauteur est réduite au droit de certaine zones à gabarit réduit (ponts, tunnels). Les hauteurs extrèmes de la caténaire sont 6,20 mètres maxi (aux passages à niveau, notamment) et 4,31 mètres mini (sous les ponts-routes, les tunnels).
Pour des raisons d'exploitation et de maintenance, la caténaire est découpée en cantons électriques isolés par des dispositifs de coupure particuliers franchissables par les pantographes.
A noter: Certaine lignes sont électrifiées par troisième rail : Grande-Bretagne, Ligne Saint-Gervais-Vallorcine, tramway de Bordeaux).
