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Système et installation pour la manoeuvre éleotrodynamique des changements de voie et des signaux dans les gares de chemins de fer.
La présente invention a pour objet un système et l'instal - lation y relative pour la manoeuvre électrodynamique des chan - gements de voie et des signaux dans les gares de chemins de fer.
La manoeuvre électrodynamique des divers appareils (ai - guilles ou signaux) dans les gares de chemins de fer comporte : 1) Un mécanisme à proximité de l'appareil (aiguilles ou signaux) pour l'actionner.
2) L'appareillage électrique pour commander de la cabine le dit mécanisme.
3 ) L'appareillage électrique pour le contrôle permanent, en cabine, de la position qu'a prise l'appareil en question.
L'invention se rapporte au complexe tout entier de la ma - noeuvre et prévoit des dispositifs nouveaux visant à simplifier l'installation et le fonctionnement ainsi qu'à rendre mathéma -
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tiquement sûr le fonctionnement de toutes les parties intéres - sées.
Les dessins ci-joints représentent à titre d'exemple seule- ment et d'une façon tout à fait schématique, une forme d'exécu- tion de même que certaines variantes possibles de diverses par - ties de l'installation d'après l'invention.
La fig. 1 est un schéma général de l'installation.
La fig.2 montre une première forme d'exécution du mécanis - me pour la commande des aiguilles, la surface du tambour étant représentée développée en plan.
La fig.3 montre une variante en une projection analogue à la précédente.
La fig.4 est un détail du circuit électrique de commande intéressant le moteur qui actionne le mécanisme de manoeuvre.
La fig.5 montre schématiquement un relais polarisé à plusieurs noyaux.
La fig.6 est un détail du circuit électrique de contrôle de la position effectivement prise par le changement de voie.
La fig.7 est une représentation plus détaillée de l'ins - tallation qui intéresse la commande du changement de voie et la signalisation en cabine.
La fig.8 est une première forme d'exécution du dispositif de manoeuvre pour signaux.
La fig. 9 est une projection partielle d'une variante.
La fig.10 montre une autre variante.
Dans la fig.1, A est un changement de voie, B est un si - gnal (sémaphore), C est un levier en cabine pour la commande du changement de voie, D est le levier pour la commande du signal.
Le mécanisme qui manoeuvre le changement de voie est tou - jours mû dans un seul sens et présente quatre phases de fonc - tionnement : 1) manoeuvre du changement de voie dans un sens ; 2 ) course à vide ; 3 ) manoeuvre dans le sens opposé ; 4 ) course à vide. Les courses à vide sont de longueur suffisante pour permettre au moteur de fonctionner sûrement.
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Dans les deux phases de course à vide qui correspondent aux deux conditions de repos du changement de voie, les tringles commandant les aiguilles sont déconnectées du mécanisme ; elles peuvent ainsi obéir à des actions extérieures dérivant de véhi - cules qui proviennent d'une direction irrégulière et prennent les aiguilles par le talon, sans que pour cela aucune avarie se produise dans le mécanisme de manoeuvre.
Dans la première forme de réali sation (fig.2 du mécanisme de commande du changement de voie (comportant une tringle 1 qui agit sur les aiguilles 2 et est actionnée par le moteur 3 ) l'organe actionnant la tringle consiste en un tambour 4, dont la surface 5 (représentée, comme il a été dit, développée en plan) présente une rainure-came 6 dans laquelle glisse le bou - ton 7 de la tringle 1. Cette rainure-came se compose de quatre sections 6a-6b-6c-6d et est fermée sur elle-même.
Si l'on suppose que le tambour tourne dans le sens indiqué par la flèche y, lorsque le bouton 7 se trouve dans la partie 6 a de la rainure-came 6, tout le changement de vitesse, ou une seule des aiguilles, est rappelé vers gauche (en regardant la figure).
Par contre lorsque le bouton 7 se trouve dans la section 6c, le changement de voie est ramené en sens opposé dans sa position primitive. Pour les sections 6b et 6d la tringle 1 ne subit aucun déplacement et par conséquent le changement de voie est maintenu au repos dans ses deux positions extrêmes. Un véhi- cule qui, provenant d'une voie anormale, viendrait prendre les aiguilles par le talon en une de ces deux positions détermine - rait infailliblement la rupture de la tringle 1.
La forme d'exécution représentée à la fig.3 pare à cet inconvénient. Le bouton 7 glisse ici dans une rainure 6' dont la forme est dérivée de celle de la rainure 6 en supprimant le bord incliné de gauche dans la partie 6a' et le bord incliné de droite dans la partie 6c'. Par conséquent, la partie 6a' pré - sente un bord incliné à droite et un bord droit à gauche ; la
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section 6b' présente deux bords droits (c'est-à-dire normaux à l'axe de rotation x-x du tambour) mais écartés entre eux d'une distance égale à la course simple libre du bouton 7 ; la section 6c' présente un bord incliné à gauche et un bord droit à droite; la section 6d' présente, comme la partie 6b', deux bords normaux à l'axe x-x écartés entre eux d'une distance égale à la course simple du bouton 7.
Quand le bouton 7 entre dans la section 6a' il est poussé vers la gauche. Si aucune action externe n'intervient, le bou - ton reste en position invariée pendant le parcours 6b'. Dans le parcours 6c' le bouton est porté vers la. droite. Si aucune ac - tion externe n'intervient, il conserve sa position invariée pendant le parcours 6d'.
Toutefois si, ce parcours franchi, une action externe in - tervenait, cette action pourrait porter le bouton dans la po - sition de gauche sans inconvénient.
Une continuation successive du mouvement du mécanisme fi - nirait par ramener le changement de voie dans le mouvement con - cordant avec les phases établies par le mécanisme.
En faisant usage de cette forme du dispositif afin d'évi - ter la rupture de la tringle et, en général, de la liaison entre le changement de voie et le mécanisme par suite d'actions irré - guliéres externes, il est naturellement nécessaire que la trin- gle 1, qui normalement est maintenue au repos par un arrêt in - dépendant du mécanisme, puisse être libérée ou dégagée par le véhicule provenant d'une direction anormale quand le véhicule prend les aiguilles par le talon. Cette action entre le véhicule et l'arrêt du changement de voie peut être exercée par l'entre - mise d'une transmission mécanique.
Au lieu d'une rainure-came, on pourra prévoir une saillie ou autre organe équivalent.
Etant donné le sens unique de la marche du moteur pour les deux directions du déplacement du changement de voie A, (Fi.g1) les connexions des enroulements du moteur restent fixes.
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La commande de la manoeuvre n'exige donc aucun renversement des connexions du moteur, mais simplement l'insertion du moteur quand on veut commencer le mouvement, et sa déconnexion automa - tique aussitôt la course achevée.
Dans le système d'après l'invention la commande électrique peut être obtenue même avec deux conducteurs seulement pour chaque changement de voie (ou signal
Pour cela il suffit de disposer à proximité du changement de voie (ou autre) un relais polarisé, ne pouvant fonctionner que pour un sens déterminé du courant, et de prévoir en série avec la bobine un commutateur de fin de course lequel renverse les connexions de la bobine avec le circuit d'alimentation pro - venant de la cabine quand le mécanisme passe d'une position à la position opposée.
En se reportant à la fig.4, 8a et 8b sont les conducteurs de la ligne d'alimentation provenant de la cabine, 9 est le commutateur de fin de course, commandé moyennant la tige 10 par le mécanisme du changement de vitesse ; 11 est le relais polarisé, et 3 est, comme auparavant, le moteur actionnant le mécanisme de manoeuvre.
De la cabine, on lance le courant dans la ligne 8a - 8b, dans une direction pour l'un des sens de la manoeuvre, et dans la direction opposée pour la manoeuvre en sens opposé.
Si le mécanisme ne se trouve point dans la position voulue par la cabine, le commutateur 9 prend une position telle que le courant arrive en 11 en une direction qui laisse ce relais 11 inactif. Par conséquent l'interrupteur 12 maintient fermé le circuit 13 du moteur 3, lequel par conséquent fonctionne tou - jours dans un seul sens quelle que soit la direction du courant.
La course terminée, le mécanisme déplace le commutateur 9. Le sens du courant en 11 devient tel que le relais provoque main - tenant l'ouverture de l'interrupteur 12 et par conséquent l'ar - rêt du moteur 3.
Comme relais polarisé, il peut convenir d'adopter un relais
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à plusieurs noyaux tel qu'il est représenté à la fig.6. Ce re - lais comporte par exemple deux noyaux lla et llb munis d'enrou - lements, tandis que le noyau llc n'a aucun enroulement. Par con- séquent, c'est seulement quand les deux enroulements sont exci- tés en concordance qu'une magnétisation se produit, laquelle suffit à attirer l'armature 14, qui à son tour commande l' in - terrupteur 12. Par contre, si cette concordance des flux n'exis- te pas, l'armature 14 reste au repos.
Dans une forme modifiée (représentée à la fige 1) la bran - che qui devra être parcourue par le courant toujours dans le même sens est constituée par un aimant permanent 15 ; on peut donc supprimer la branche ou noyau sans enroulement.
Un relais de ce type est également applicable au courant alternatif, car si les deux phases sont en concordance, il y aura excitation, autrement l'armature demeurera inactive.
Pour le contrôle permanent de la position occupée parie changement de voie, il faut se servir de l'autre circuit.
Un des deux conducteurs de ce dernier peut être relié à l'un des conducteurs du circuit 8a-8b, d'autant plus si la na - ture du courant de manoeuvre et celle du courant de contrôle sont diverses. Par exemple le courant de manoeuvre peut être un courant continu et le courant de contrôle peut être un courant alternatif ; un contact entre les deux autres conducteurs ne peut provoquer d'erreurs.
Avec cette solution on a seulement trois conducteurs pour la manoeuvre et pour le contrôle d'un changement de voie.
Par exemple, on pourra adopter pour le circuit de contrôle le schéma illustré à la fig.6.
En effet dans les manoeuvres des changements de voie effec- tuées moyennant un appareil central, il faut avoir la possibili- té de signaler en cabine la position prise effectivement par les aiguilles. Cette signalisation ne doit point se produire si la distance entre l'aiguille et la contre-aiguille n'excède pas la tolérance admissible qui est de 2-3 mm.
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Dans le dispositif de la fig.6, la signalisation de la po- sition effectivement prise par les aiguilles se fait électrique- ment et dépend des contacts établis par le changement de voie avec l'intermédiaire de mécanismes appropriés.
La nécessité de déplacements sensibles des balais de con - tact du mécanisme, en réponse au léger déplacement de l'aiguille dans les limites de tolérance admises (pour réaliser un passage bien net de la condition de continuité à la condition d'inter - ruption du circuit électrique signalisateur), la formation iné- vitable de jeux dans la transmission mécanique multiplicatrice (cesjeux nuisant à la correspondance entre la po sition de l'aiguille et la position du mécanisme signalisateur), et la circonstance qu'il faut limiter la course totale du mécanisme, rendent compliqué et peu satisfaisant le système de contrôle usité jusqu'à présent.
Un système de signalisation simple et sensible est réalisé suivant la présente invention en tirant profit de la propriété des circuits magnétiques, dont la réluctance subit une forte variation dès qu'on interrompt son parcours entièrement métal - lique. Un écartement d'un demi-millimètre seulement entre les deux parties en lesquelles on a supposé divisé le noyau en fer (c'est-à-dire l'interposition d'un millimètre d'air dans le circuit magnétique) équivaut - pour ce qui regarde l'augmenta - tion de la réluctance - à un allongement de plusieurs mètres du circuit métallique.
Si un tel noyau est magnétisé par une force magnéto-motrice alternative dont la valeur est indépendante de la position re - lative des deux parties du noyau, un écartement - quelque petit qu'il soit - entre ces deux parties suffit à déterminer une réduction fort importante du flux. On peut constater la varia - tion de la valeur du flux dans la force électro-motrice induite dans un circuit secondaire enroulé sur le noyau.
Dans la fig.6 , deux aiguilles 2a-2a du changement de voie A sont combinées avec les parties mobiles 16 et 17 de deux
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transformateurs 18 et 19, dont les parties fixes sont combinées avec les rails 20 et 21.
La connexion entre les parties mobiles 16 et 17 des noyaux et les aiguilles respectives 2a-2b, au lieu d'être rigide, est telle qu'elle admet un déplacement relatif préétabli égal à la tolérance admissible entre l'aiguille et la contre-aiguille.
Un ressort indiqué schématiquement en 22 et 23, peut servir à maintenir comprimées l'une contre l'autre les deux parties du noyau, toujours dans la supposition que l'écart entre l'aiguille et la contre-aiguille n'excède point la tolérance admise.
24 et 25 sont les enroulements primaires des transforma - teurs, ces deux enroulements étant en série entre eux, tandis que 26 et 27 sont les enroulements secondaires insérés sur le circuit de l'appareil signalisateur 28 installé dans la cabine.
Comme déjà mentionné, un écartement d'un demi-millimètre seulement entre les deux parties en lesquelles le noyau a été divisé, c'est-à-dire l'interposition d'un millimètre d'air dans le circuit magnétique, équivaut - pour ce qui regarde l'augmentation de la réluctance - à un allongement de plusieurs mètres du parcours métallique.
Le dit noyau étant magnétisé par une f.m.m. (force magnéto- motrice) dépendant de la position relative de ses deux parties, un écartement si petit soit-il entre les deux parties suffit à déterminer une réduction très importante du flux et cette ré - duction est révélée par la f.e.m. (force électro-motrice) in - duite dans le circuit secondaire 26, respectivement 27, enroulé sur le noyau.
Les primaires 24, 25, etc. des divers transformateurs révé- lateurs appliqués aux divers changements de voie sont reliés entre eux en série par un conducteur 29 , en sorte que la f.e.m. alimentant le noyau peut être considérée comme non influencée par la position relative entre l'aiguille et la contre-aiguille.
A cause du fait déjà mentionné que le moteur marche dans un sens seulement et qu'on n'a qu'à pourvoir. à sa connexion et
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sa déconnexion automatiques, quand on veut manoeuvrer un seul changement de voie à la fois, on peut réduire à deux seulement le nombre des conducteurs nécessaires à la manoeuvre et au contrôle permanent d'un changement de voie.
Au fait la manoeuvre des changements de voie et des si - gnaux demande en un premier temps l'insertion du moteur qui actionne le mécanisme de l'appareil en question, et en un se - cond temps la déconnexion du dit moteur dès que la position désirée a été atteinte.
L'insertion du moteur et la signalisation en cabine que la position a été atteinte afin que le moteur soit immédiatement déconnecté automatiquement par la cabine sont réalisables avec deux seuls conducteurs en faisant en sorte que l'aimant monté dans la boite de manoeuvre du changement de vitesse reste inac - tif pour le courant de contrôle tandis qu'il est excité quand le circuit est parcouru par le courant de commande. On obtient cela en faisant différente la nature des deux courants en conformité aux caractéristiques de l'aimant.
Une forme de mise en oeuvre de ces idées inventives est représentée schématiquement par la fig.7 dans laquelle est in - diqué comme exemple un changement de voie A commandé par son levier C dont la surface cylindrique, pour plus de clarté, est représentée comme développée sur un plan.
Le levier C, dans son mouvement, peut prendre six posi - tions : 1 ) repos, 2 ) attente, 3) commande, 4 ) repos, 5 ) at - tente, 6) commande.
Dans les positions 1 ) et 4 ) le levier met les extrémités 31 et 33 du relais 34 de contrôle permanent en communication avec les extrémités 30 et 32 de la ligne qui va au changement de vitesse.
Dans les deux positions de commande 3 ) et 6 ) les extrémi - tés 30 et 32 sont en communication avec les extrémités 35 et 36 dérivées de la batterie d'accumulateurs 37.
L'aimant de blocage 38 ne permet au levier C d'être porté
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en position de commande que si tous les autres leviers insérés vers l' extrémité 37a de la batterie 37 sont en position de re - pos, car alors seulement sont fermés les contacts 39 et 40 relatifs à ces leviers.
De cette façon, grâce au circuit de succession des leviers, le passage en position de commande d'un seul levier à la fois est assuré.
Dans le schéma, l'aimant de fin de course général possède deux circuits 42 et 43, dont l'un est alimenté à travers le levier C quand ce levier est en position de commande (3 ou 6 ).
Le courant subit une inversion quand le levier passe de l'une à l'autre position de commande.
L'autre circuit de l'aimant général de fin de course est inséré sur le changement de voie quand le changement de voie est en action. Le courant dans ce circuit est renversé quand le changement de voie passe de l'une à l'autre position extrême.
L'aimant 41 de fin de course ne peut être inséré que s'il y a concordance entre la position de commande du levier et la posi- tion extrême qu'a prise le changement de voie. Par exemple, la bobine de l'aimant, au lieu d'être enroulée sur un corps en matière isolante, pourra être enroulée sur un tube en cuivre.
Le tube fonctionnera alors comme un secondaire en court-circuit par rapport aux courants alternatifset empêchera l'excitation de l'aimant. La chute de potentiel de la bobine sera faible.
Par contre l'aimant pourra être excité par un courant continu.
Il suffira donc que le courant pour le contrôle soit un courant alternatif et que le courant pour commander l'aimant soit un courant continu.
Comme il résulte du schéma, quand le levier C est en posi - tion de commande, l'aimant 38 - moyennant ses contacts 44-45 et 46-47 - est inséré directement sur la batterie 37 et ne peut être excité que si le relais 41 de fin de course est inséré.
De cette manière il est possible de porter le levier dans la position de repos suivante, en concordance avec la position
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assumée par le changement de voie.
Pour mieux assurer que, après que le levier a été portéen position de repos, l'aimant 11" qui sert à insérer le changement de voie A soit ouvert, en pourra en plus du ressort de rappel, prévoir un aimant48 de déconnexion branché sur la ligne géné - rale 49 laquelle n'est alimentée que lorsque sont remplies simultanément les trois conditions . relais d'insertion 11" fermé, levier C en position de repos, et relais 34 pour le contrôle permanent en position neutre.
Pour l'enregistrement des manoeuvres on pourra, par exem - ple, faire en sorte que les relais destinés à l'enregistrement soient branchés sur un faisceau de n conducteurs combinés à des conducteurs m et m' de façons différentes suivant le levier qui est porté en position de commande. On pourra ainsi réduire le nombre des conducteurs du faisceau et celui des aimants d'enre - gistrement. Le déclanchement pour porter le ruban d'enregistre - ment en position adaptée à recevoir une nouvelle indication dès qu'une indication préalable a été enregistrée, pourra être obtenu moyennant le relais de fin de course lui-même dès que ce relais aura été excité.
Dans le cas de signaux (sémaphore) le mécanisme peut être simplifié car, comme on sait, le signal doit avoir une position d'équilibre stable dans laquelle il est maintenu par un contre - poids.
Pendant la manoeuvre, le mécanisme agit dans un sens seu - lement , c'est-à-dire dans le sens voulu pour porter le signal de la position de voie occupée à la position de voie libre.
Dans la position de voie libre le bras du sémaphore ou du disque du signal de manoeuvre ne saurait être maintenu rigide - ment dans cette position par le mécanisme qui l'a porté dans cette position. Il faut que les dits bras puissent toujours se porter d'eux-mêmes en position de voie occupée sous l'action de la gravité et même indépendamment de la volonté de l'opéra - teur dès que l'une ou l'autre des conditions de sûreté requises
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vient à faire défaut.
La connexion mécanique entre le mécanisme et le moyen si - gnalisateur ne saurait donc être rigide ; il faut interposer un dispositif de blocage maintenu par un aimant spécial (slot) déj à connu. Quand le courant ne passe pas par ce " slot " , le moyen signalisateur est assujetti '8 la gravité seulement, qui le rappelle à la position de voie occupée.
Le double système jusqu'ici usité (commande par moteur et par " slot " ) est réduit suivant l'invention à un seul système, qui est en mouvement pendant la position de voie libre, et au repos pendant la position de voie occupée.
Le nouveau système consiste essentiellement en ce que le moyen signalisateur (bras ou analogue) est actionné,directement ou par l'entremise d'une chaîne cinématique appropriée, par un moteur.
Dans le cas d'entraînement direct, le moyen signalisateur peut être doué d'un mouvement rotatif de manière à indiquer " voie libre " s'il tourne, ou " voie occupée " s'il est au repos.
Par contre, dans le cas de la commande indirecte, le moyen signalisateur peut conserver le mouvement angulaire usuel de signalisation puisque, par l'entremise de moyens opportuns (par exemple à force'centrifuge) il est possible d'utiliser le mouvement rotatif du moteur pour porter le moyen signalisateur en position de voie libre.
Dans la fig.8 est indiqué par 50 le bras du sémaphore pi - votant sur 51, et par 52 le contrepoids.
Un régulateur 53 à pendule, actionné par le moteur 54, en soulevant en 55 la tige 56 qui pivote sur 57, porte le bras 50 en position de " voie libre " moyennant la bielle 58.
Si, à la vitesse normale, le régulateur à pendule 53 au lieu de maintenir le bras absolument fixe sur la position de " voie libre ", le fait légèrement osciller autour de cette position, on empêchera ainsi que dans la saison hivernale une
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@ couche de glace puisse se former dans les articulations, la glace, comme il arrive parfois à présent, s'opposant au libre retour du bras dans la position de " voie occupée
Il est opportun qu'en position de " voie occupée " la chafne cinématique de transmission soit retenue par un arrêt spécial, en sorte qu'une action étrangère ne puisse porter le moyen signalisateur en position de " voie libre ".
Le dégage - ment de cet arrêt peut être déterminé par le régulateur lui - même au commencement de son fonctionnement, si l'on dispose les choses de façon que l'action sur le moyen signalisateur commence après cette phase initiale du fonctionnement du régulateur.
Dans la fig. 9 est représentée une variante du levier 56 , dont l'arrêt 59 en forme de crochet tournant sur un pivot 60, lors de la position la plus basse du régulateur (moyen signa - lisateur en position de " voie occupée 11) s'encastre dans la rainure 61 du levier 56' Dès que le régulateur commence à fonctionner, le pivot 62 en se soulevant fait tourner l'arrêt 59 vers le dehors sur le pivot 60 et détermine ainsi le déga - gement du levier.
Une autre variante caractéristique du dispositif est celle qui est représentée schématiquement à la fig.10.
54 est le moteur à arbre vertical ; des guides 63 de forme, par exemple, parabolique, sont solidaires de l'arbre du moteur et sur ces guides peuvent se développer deux lourds rouleaux 64. Les tourillons 65 de ces rouleaux glissent dans des coulis - ses 66 ménagées dans les bras horizontaux 67 d'un croisillon 68, tandis que les deux autres bras 69 et 70 du croisillon sont obligés par des guides propres de conserver leur position ver - ticale et de se déplacer axialement.
Dès que le moteur commence à tourner, les rouleaux 64 ten - dent par force centrifuge à se soulever le long des guides 63 et impartissent au croisillon un mouvement ascensionnel en plus du mouvement rotatif qui lui est imparti par le moteur. Le
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croisillon 68 , par l'entremise d'un coussinet 72, transmet le mouvement vertical à la bielle 73 et détermine ainsi l'oscilla.- tion du bras 50 du signal autour de son pivot 51, c'est-à-dire porte le bras 50 en position de " voie libre ".
Parmi les avantages réalisés par la présente invention, mérite d'être relevé le fait que le nombre des conducteurs pour chaque changement de voie se réduit à. deux ou tout au plus à trois au lieu des quatre ou cinq conducteurs qui sont nécessai - res à présent.
L'invention n'est nullement limitée à la réalisation illustrée et décrite. En pratique on pourra varier certains détails sans sortir du domaine de l'invention qui est défini par les revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
1. Système de manoeuvre électrodynamique pour changements de voie et pour signaux dans les gares de chemins de fer, com - portant un mécanisme de commande pour le changement de voie, ce mécanisme tournant toujours dans le même sens et présentant dans une révolution complète quatre phases distinctes, à savoir: manoeuvre du changement de voie dans une direction, course à vide, manoeuvre du changement de voie dans la -direction opposée, et course à vide.
2. Système de manoeuvre électrodynamique comportant un mécanisme de commande pour le changement de voie, ce mécanis - me étant déconnecté des tringles du dit changement seulement dans la position de course à vide, en sorte que les tringles puissent obéir à des actions externes provenant de véhicules qui, venant d'une direction irrégulière, prennent les aiguilles par le talon, sans que le dit mécanisme en soit affecté.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.