Développement et certification d’un instrument de mesure de la rugosité des rails de chemin de fer (Mesure rugosité des rails)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 219.10.07

Schlüsselwörter (Französisch)

rugosité des rails, chemin de fer, réduction des émissions, Scheuchzer SA

Kurzbeschreibung (Französisch)

Dans la lutte contre le bruit, la réduction des émissions par les chemins de fer est de grande importance. Une partie du bruit produit par les chemins de fer est causé par la rugosité que les trains produisent en roulant sur les rails et qui peut être éliminée pendant les opérations de maintenance (meulage). Pour optimiser la planification de l’entretien des rails, il est nécessaire d’avoir des informations précises sur l’état des rails. La technique actuelle de mesurage de la rugosité des rails nécessite beaucoup de temps.

L’entreprise Scheuchzer SA réalise l’entretien des voies ferrées et propose ses prestations aux différents réseaux ferroviaires européens. Elle a développé un prototype fonctionnel d’un instrument de mesure de la rugosité des rails de chemins de fer qui a une capacité de mesurage beaucoup plus grande de celle des instruments existants et qui donne une information continue sur des tronçons de plusieurs centaines de mè-tres.

Avant de pouvoir utiliser l’instrument dans les opérations régulières de maintenance, il est nécessaire d’améliorer le prototype à fin d’obtenir un produit certifié, simple dans la manipulation et qui peut être mis en oeuvre rapidement.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1. Fabrication de la version finale de l’instrument de mesure avec une capacité de mesu-rage de 500 m/h et donnant une information continue.

2. Certification par l’Office fédéral de métrologie METAS de la conformité du mesurage (données brutes).

3. Comparaison de la qualité et des coûts de mesurage obtenus par le nouvel instrument avec un instrument traditionnel. 

4. Plan concret de commercialisation pour l’introduction sur le marché.

Projektziele (Französisch)

En partant du prototype fonctionnel existant, produire un instrument qui permet de réduire de manière significative le temps et les coûts et d’augmenter la qualité de mesurage de la rugosité des rails, prêt pour l’introduction sur le marché.

Beschreibung der Resultate (Französisch)

L'instrument de mesure de la rugosité des rails perfectionné dans le cadre de ce projet permet un mesurage continu de la rugosité d'une portion de voie. L'interface d'utilisation simplifiée garantit une manipulation rapide et sûre évitant ainsi des pertes de temps lors de la mise en œuvre et des risques de pertes de données. Le traitement numérique des mesures y compris l'élimination des pics et des creux satisfait aux critères de la norme EN 15610.

La mesure en continu d'un tronçon de voie permet de mettre en évidence des variations de rugosité le long de ce tronçon. Ces variations sont généralement engendrées par le changement de paramètres externes tels que la qualité métallurgique du rail, les paramètres des composants de la voie ou la qualité des opérations d'entretien. Avec une capacité de mesurage de plus de 500 m/h de voie, l'instrument s'est révélé particulièrement efficace dans l'évaluation des zones d'essais de matériel de voie ou dans la qualification de chantier de meulage. Le contrôle fonctionnel de l'instrument est réalisé en mesurant une génératrice d'un rail de référence puis en comparant cette mesure avec celle effectuée par le METAS sur la même génératrice.

Par sa rapidité et sa simplicité de mise en œuvre, les coûts d'un mesurage ont été réduits de manière significative. Les frais de déplacement et le dispositif de sécurité sont généralement beaucoup plus importants que les coûts de la mesure elle-même. Un site de mesurage selon ISO 3095 peut être traité en moins d'une heure pour autant que le temps accordé aux mesurages soit d'au moins 10 minutes entre les trains.

Finalement, l'instrument obtenu est un instrument fiable et simple d'utilisation. Il est régulièrement utilisé pour améliorer la qualité du meulage dans un souci permanent de réduction du bruit.

Umsetzung und Anwendungen (Französisch)

Des mesurages réguliers sur des chantiers de meulage permettent de suivre l'évolution de la rugosité en fonction des paramètres choisis. Les résultats nous ont permis d'affiner les paramètres de meulage lors de la passe de finition en adaptant la vitesse de meulage et la pression de la meule sur le rail.

Le suivi du rail meulé pendant plusieurs mois est une opération difficile car l'accès aux voies demande une organisation qui fait intervenir le réseau et la sécurité. Ce suivi est en cours sur plusieurs chantiers et nous permettra de choisir les meilleurs paramètres de finition.

Prochainement, le rugosimètre nous permettra de qualifier un nouveau procédé de finition qui est actuellement en cours de préparation.

A la demande d'un réseau, des mesurages ont été réalisés pour qualifier la rugosité des rails en fonction de différentes semelles placées entre les rails et les traverses. Quatre sites de mesurage distants de plus de 2 km ont été mesurés en moins de quatre heures.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

Le marché potentiel pour un rugosimètre reste extrêmement limité. Nous l'estimons à moins de 20 instruments au sein de l'Europe. Trois à quatre fournisseurs d'instruments de mesure reconnus proposent à ce jour un rugosimètre. Par conséquent, il n'est pas justifié de chercher à commercialiser cet instrument.

Les perspectives futures de notre prototype sont une surveillance de la rugosité après le meulage. La mise au point de nouveaux procédés de meulage des rails passera à l'avenir par la mesure de la rugosité acoustique.

Les différents réseaux ferroviaires européens améliorent constamment la qualité du matériel roulant. Le bruit émis par un rail meulé était jadis couvert par le bruit du matériel roulant. Ce n'est plus le cas aujourd'hui. Nous devrons proposer de nouvelles méthodes de travail rendant le rail meulé plus silencieux. Ce développement ne pourra se faire qu'avec l'appui du rugosimètre.

Finalement, l'instrument amélioré dans ce projet permettra de développer de nouveaux moyens embarqués sur les machines de production.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

Il n'y a pas eu de publications dans le cadre de ce projet.