Connaissances existantes et coopérations
Jackson Buckner / MGB, 2022
Objectif du projet
Ce module comprend 3 objectifs afin de recenser l'état actuel des connaissances spécialisées sur l'interaction véhicule – infrastructure:
- Élaboration d'une vue d'ensemble des instituts de recherche et de leurs bases de recherche déterminantes pour le projet (thèses, rapports de recherche, activités de recherche en cours).
- Vue d'ensemble des institutions de recherche intéressées par une collaboration, avec indication des ressources potentielles.
- Collecte continue des documents de recherche et archivage dans une base de connaissances – Gestion de système véhicule – infrastructure voie métrique.
Résultats
Ces objectifs ont été couverts par 4 livrables:
Document(s)
SF-90001_Ergebnisse aus Grundlagenscanning - Bestehendes Wissen und Kooperationen (en allemand)
Sondage auprès des chemins de fer
Peter Güldenapfel / KPZ Fahrbahn, 2022
Objectif du projet
Ce rapport comprend trois objectifs destinés à recenser les connaissances des chemins de fer en matière d’interaction entre les véhicules et les voies ferrées:
- L'enquête menée auprès des chemins de fer sur l'usure et les dommages subis par les roues et les rails doit permettre d'analyser les liens entre les dommages et l'usure au niveau du contact roue/rail ainsi que les caractéristiques de la voie ferrée, du matériel roulant et des secteurs d'exploitation avec les particularités de leur tracé.
- Les résultats recueillis sont analysés et évalués de manière sommaire pour en déterminer les causes et les effets. En cas de doute, des entretiens avec les chemins de fer concernés sont prévus. Les résultats du sondage sont mis à la disposition des projets P2 à P6 comme base pour la suite des travaux.
- Les résultats recueillis sont transmis aux projets P2 – P6 ainsi que, dans une forme appropriée, aux chemins de fer concernés.
Résultats
Le sondage auquel ont répondu 18 chemins de fer membres de RAILplus ainsi que deux tramways a fourni des informations et des enseignements précieux pour le projet «Maîtrise du système Interaction véhicule / voie ferrée à écartement métrique». Toutes les questions et tous les résultats sont détaillés dans le rapport ci-dessous.
Conflits d'objectifs Infrastructure – Exploitants de matériel roulant / Industrie
Peter Güldenapfel / KPZ Fahrbahn, Yves Putallaz / IMDM, 2022
Objectif du projet
Depuis les années 1970, la politique européenne vise à moderniser le secteur ferroviaire en introduisant la concurrence dans un domaine qui, en raison de ses besoins élevés en capitaux, tend naturellement vers le monopole. Cette stratégie, dont la pertinence ne fait pas l'objet de la gestion de système, a conduit à une restructuration plus ou moins drastique du secteur ferroviaire selon les pays:
- Séparation des gestionnaires d'infrastructure des entreprises ferroviaires, appliquée avec plus ou moins de rigueur selon les cas.
- Externalisation de services proches de l'exploitation tels que la fabrication d'aiguillages (Suède), la maintenance de l'infrastructure (les Pays-Bas comme exemple extrême), la maintenance des véhicules.
Cette fragmentation vise à isoler les activités à moindre intensité capitalistique, à les ouvrir à la concurrence et, selon la logique exprimée ci-dessus, à conduire le système ferroviaire vers une performance plus économique. Le paysage ferroviaire comprend ainsi un certain nombre d'acteurs indépendants qui, en s'appuyant sur des logiques de gestion que l'on peut qualifier d'individuellement saines, cherchent à optimiser leurs propres résultats économiques. La somme de ces optima n'étant pas égale à l'optimum de la somme, le comportement économique individuel des acteurs ne tend pas vers l'optimisation de l'ensemble du système ferroviaire.
La fragilité des mécanismes de régulation technique et économique, ainsi que le caractère fortement subventionné du secteur, tendent à reporter la facture de la désoptimisation du système sur les collectivités publiques. Les réflexions suivantes se concentrent sur les questions d'interaction entre les véhicules ferroviaires et l'infrastructure. Il existe naturellement d'autres sources de divergences d'intérêts.
Résultats
Les intérêts divergents identifiés et décrits ici correspondent aux hypothèses sur lesquelles repose le programme global de la gestion de système. De manière transversale, il peut être constaté que les thèmes à examiner sont pertinents. Outre les impacts techniques traités dans P2 à P5, les thèmes économiques examinés dans P6 peuvent notamment tenir compte des intérêts divergents, par l'élaboration de recommandations pour des mesures de compensation financière.
En raison du système politique prévalant avec ses différentes parties prenantes, une tâche importante de la gestion de système consiste à favoriser la communication entre les acteurs concernés et, en particulier, leur compréhension du sujet. Une gestion ciblée des connaissances, incluant la communication et le transfert de savoirs à l'ensemble de la branche, doit soutenir cela en tant que mesure décisive.
Document(s)
SF-90010_Zielkonflikte Infrastruktur - Betreiber Rollmaterial / Industrie (en allemand)
Elaboration des types de voie à étudier et des irrégularités de la géométrie de la voie correspondantes, avec évaluation
Peter Güldenapfel / KPZ Fahrbahn, 2023
Objectif du projet
Dans le cadre de ce rapport du projet «Rigidité de la voie», deux thèmes principaux sont abordés:
- l’établissement des types de voie à considérer, qui constitue une base essentielle pour l’élaboration d’un modèle de voie.
- la détermination des spectres de densité de puissance des défauts de géométrie de la voie en tant que données d’entrée pour le projet P3, dans le cadre de simulations dynamiques et comme base pour les futurs appels d’offre de véhicules.
Résultats
Au moment de la rédaction de ce rapport, les travaux ne sont pas encore entièrement terminés. Il est toutefois déjà possible d’affirmer que les données de mesure des entreprises ferroviaires peuvent être utilisées avec succès (voir le chapitre 4 du rapport complet, en allemand). Une fois certains détails clarifiés, un jeu de données d’irrégularités de la voie non systématiques pourra être généré et mis à disposition pour les simulations dynamiques liées à l’acquisition de nouveaux véhicules à voie métrique.
Dans le cadre de ce livrable, outre les thèmes principaux que sont l’identification des types de voie et les spectres de densité de puissance des irrégularités de la voie, d’autres sujets ont également été intégrés et traités, tels que la détermination de la répartition des courbes, la construction du modèle de voie (infrastructure), les forces exercées par les véhicules, ou encore l’identification de profils de rail réels représentatifs, etc. Ces travaux ne sont pas encore achevés au moment de la rédaction du présent rapport. Le chapitre 5 du rapport complet (en allemand) présente, pour chaque lot de travail, l’état d’avancement et les étapes à venir.
Document(s)
SF-00084_Elaboration des types de voie à étudier et des irrégularités de la géométrie de la voie correspondantes, avec évaluation (traduction du «Management Summary»)
SF-00015_Erstellung der zu untersuchenden Fahrbahnformen und den entsprechenden Gleislagefehler mit Bewertung (document complet en allemand)
Etat de la technique rigidité de la voie
Stefan Werner / KPZ Fahrbahn AG, Martin Siegen / MGB, 2022
Objectif du projet
L'enquête menée auprès des chemins de fer à voie métrique a montré que la charge de la voie ferrée a fortement augmenté ces 20 dernières années pour la plupart des chemins de fer en raison de l'augmentation des charges par essieu et/ou de la densification de l'horaire. Ces charges se traduisent d'une part par une usure accrue des rails et des roues. D'autre part, elles ont également des répercussions sur la qualité de la position des voies.
Pour remédier à ce problème, des nuances d'acier plus dures et des châssis plus rigides, avec une capacité de portance plus élevée sont construits. Cela a pour conséquence d'augmenter les émissions de bruit. Le bruit est un problème chez 80% des chemins de fer à voie métrique. Outre le crissement en courbe, les émissions sonores causées par la structure plus rigide de la voie ferrée avec des traverses en béton sont gênantes pour les riverains. De même, les vibrations sont de plus en plus un facteur gênant.
Cette thématique soulève quelques questions quant à la voie ferrée optimale ou à l'interaction idéale entre la voie ferrée et le véhicule:
- La dureté des rails a-t-elle une influence sur l'usure des roues?
- Quelle est la géométrie de contact optimale entre la roue et le rail en tenant compte du profil d'usure et quelle est l'influence de l'inclinaison du rail?
- Dans quelle mesure les traverses en béton ou la structure plus rigide de la voie ferrée modifient-elles la fréquence propre de la voie ferrée et quelle en est l'influence sur l'usure ou le bruit?
Résultats
Actuellement, il n'est pas possible de donner des réponses définitives à ces questions. En parcourant la recherche actuelle, il s'avère que les connaissances de base manquent et doivent encore être élaborées, en particulier dans le domaine des chemins de fer à voie métrique avec leurs caractéristiques particulières telles que des courbes étroites.
Sur la base des connaissances acquises par les chemins de fer à voie normale et des expériences des chemins de fer à voie métrique, il est néanmoins possible de dégager quelques tendances. Vous trouverez plus de détails dans le rapport ci-dessous.
Document(s)
SF-00086_Etat de la technique rigidité de la voie
Rigidité de la voie - Outil de calcul Zimmermann
Stefan Werner / Railvision, 2022
Objectif du projet
Dans le cadre de la gestion de système Interaction véhicule – infrastructure voie métrique, un outil de calcul pratique a été développé pour permettre la vérification de la rigidité de la voie pour les chemins de fer à voie métrique. L'outil est basé sur la méthode de calcul reconnue selon Zimmermann et couvre deux types de superstructure essentiels : la voie ballastée classique ainsi que la voie sur dalle avec système LVT.
L'objectif est de mettre à disposition des gestionnaires d'infrastructure et des planificateurs un outil facile à utiliser permettant les vérifications suivantes :
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Détermination de l'enfoncement statique du rail et des contraintes de flexion résultant des charges d'essieu verticales.
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Vérification selon AB EBV art. 31 chiffre 4.5, en tenant compte de l'influence de la vitesse et de la qualité de la voie.
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Prise en compte de toutes les composantes élastiques déterminantes de la superstructure (semelles sous rail, semelles sous traverse, tapis sous ballast, sol de fondation).
Résultats
L'outil de calcul est disponible en tant qu'application Excel et comprend les livrables suivants:
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Masque de saisie voie ballastée (incl. option AC-Rail)
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Masque de saisie voie sur dalle (système LVT)
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Manuel d'utilisation avec informations de base
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Concept de vérification selon les exigences normatives
