Bonjour,
Quelques précisions : ce n'est pas le chauffage train qui demande beaucoup d'intensité au démarrage mais bien les moteurs de traction. En effet, on lève généralement les deux pantos sous 1500 V au démarrage également pour les trains de Fret et il n'y a pas de chauffage train. La raison principale est que l'intensité passant par le panto fait chauffer le contact caténaire/pantographe et donc risque dans le cas d'un contact statique de souder le panto à la caténaire.
Pour donner un ordre de grandeur, la puissance requise par une voiture corail est au maximum de l'ordre de 40 kW (avec une climatisation de 35kW), soit 1/100ème d'une BB 22200.
Maintenant, c'est vrai qu'on n'est jamais à puissance maximale au démarrage. On a des tensions relativement faibles à basse vitesses (quelques centaines de volts), mais avec des intensités qui atteignent du 1100 A. Généralement, les intensités ne dépassent pas 1500 A pour chaque moteur, mais on constate parfois des pics à 2300 A. A pleine vitesse, on a 1500 V aux bornes des moteurs.
Côté tension et intensités : si je prends une BB 22200, elle fait environ 4000 kW. Si je me trouve à plein puissance sous 1500 V, comme P = U x I, je dois avoir environ 2667 A qui passent. Sous 25kV (efficace et non en pointe), on a une intensité de : 160 A. On comprend bien que l'intensité bien plus faible nécessite moins de support, une surface de contact bien moins grande. Avec 2 pantos levés, qui ont chacun 2 fois plus de palette, + 2 fils de contact, on a donc 8 fois plus de contact que sous 25 kV. Pas besoin de lever 2 pantos sous 25 kV donc.
Dans une locomotive à l'ancienne (avant les thyristors), sous 1500 V, on prend la tension caténaire et on insère un rhéostat (ou tout autre organe équivalent d'un point de vue fonctionnel ; un JH pour les 6500, 9200 ou un CRG 11 pour les 8500). Pour des raisons inhérentes au couple des moteurs à basses et hautes vitesses, on les met en série ou parallèle pour avoir un fonctionnement optimal. Sous 25 kV, on passe dans un transformateur, il en sort du 1500 V alternatif, on le redresse avec des diodes puis on le lisse avec des bobines. Le niveau de sortie est directement sur la partie aval du transformateur et s'appelle un graduateur. On a également un inverseur qui permet de faire tourner les moteurs dans un sens ou dans l'autre.
Concernant le contact avec la caténaire, l'orientation actuelle est de généraliser le carbone. Le contact sous 1500 V se fait avec du cuivre, mais on a également des bandes acier pour éviter d'avoir une usure trop rapide du cuivre, plus tendre. Le panto levé est généralement l'arrière pour 2 raisons : la force appliquée sur la caténaire est moindre et en cas d'arrachement de panto, il ne risque pas d'embarquer l'autre panto dans sa chute de la toiture. On peut donc dégager la voie sans pour autant demander le secours. Sur une bi-courant, les deux pantographes sont toujours reliés électriquement, il est donc possible d'inverser les pantos en mode secours. La sélection se fait au niveau d'un sélecteur qui s'appelle HMC (une lame qui peut prendre deux positions, plutôt vers la gauche sur la photo ci-dessous, à côté du vérin du pantographe monophasé).
Sinon sur la plupart des machines bi-courants "modernes", il y a un palpeur qui évite de se tromper de tension. On évite ainsi les gros "boum"... pour cette raison, on a plein d'autres raisons d'avoir un gros "boum" ! Par exemple, sur une BB 15000, le manchon condensateur qui permet de descendre le 25kV de la ligne de toiture vers le disjoncteur puis le transformateur sans toucher les bords (la caisse), a récemment explosé. Ca a fait un très beau boum, mais ni le mécano ni la machine n'ont rien. Une grosse trouille, surtout (pour le mécano, pas la machine !)
Bonne soirée !
Manu