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1l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Maintenance de la Maintenance de la ggééomoméétrietrie des des ligneslignes àà grandegrande vitessevitesse------------------
EExpxpéériencerience de la de la SNCFSNCF
Réunion UIC du 16/05/2006
2l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
TGV Atlantique1989 / 1990
TGV Nord Europe
1993
TGV Sud Est1981 / 1983
TGV Lyon Valence
1992 / 1994
TGV Méditerranée
2001
Interconnexion1994 / 1996
TGV Est2007
LondresBruxelles
ParisParis
LilleLille
Le MansLe Mans
ToursTours
LyonLyon
StrasbourgStrasbourg
ValenceValence
MarseilleMarseille
En service
En construction
Lignes à Grande Vitesse
RESEAU FRANCAIS A GRANDE VITESSERESEAU FRANCAIS A GRANDE VITESSE
3l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
LGV LGV -- InformationsInformations ggéénnééralesrales
Longueur VitesseNombre moyen de
TGV par jour et par ligne
SUDSUD--ESTEST(PARIS(PARIS--LYON)LYON)
1981/1983 418 km (270) 300 km/h
260
ATLANTIQUEATLANTIQUE 1989/1990 294 km 300 km/h 174
NORDNORD 1993 346 km 300 km/h 200
LYON LYON -- VALENCEVALENCE 1992/1994 121 km 300 km/h 140
PARIS PARIS INTERCONNECTIONINTERCONNECTION
1994/1996 104 km 300 km/h 80
MEDITERRANEEMEDITERRANEE 2001 257 km 140
Total= 1 540 km
300 km/h(avec une
section à 320 km/h)
Date de mise
en service
4l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Mauzin classique de la LGV SudMauzin classique de la LGV Sud--EstEst
F1Nivellement (10m)
F2
Ecart de dévers (10m)
Gauche (3m)
F1
Flèches – tracé (10m)
F2
Ecartements
Pk
Qualité de la géométrie satisfaisante d’après les enregistrements classiques…… Mais les problèmes sont révélés par l’enregistrement des accélérations!.
5l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Relations flèches/dévers dans les RP ; Problèmes typiques d’inconfort
Alignement Courbe 400m Alignementdéver - D
flèches théoriques - FT + cumul des lissages
flèches lissées - FL(réelles)
Insufisance de dévers théorique
2s 1s 3s 1,5sTEMPSbalancement de G àD recherche de D à G de D à Gdu voyageur d'équilibre
(((((((((()))))) ))))))))))))) )))))))))
Effet des accélérations transversales sur le voyageur
Raccordement Parabolique 300m
Raccordement Parabolique 300m
de G à Dconfort prévu
(((((((((((((((((((((((((
1,5s 2,5s
Sens du BML dominant
insuffisance de dévers réelle
Flèche = 0Dévers = 0
6l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
LimiteLimite des des mmééthodesthodes usuellesusuelles de de bourragebourrage
Les défauts de grande longueur d’onde ne sont pas corrigés correctement.
Le bourrage en base relative déforme les raccordements paraboliques.
Les pics d’accélération induisent un inconfort pour le voyageur et des sollicitations
accentuées pour la voie..
L’augmentation du nombre d’opérations de bourrage est préjudiciable à la tenue du ballast
… et source de dépenses importantes.
La base absolue classique, avec relevés topographiques, est très coûteuse en personnel et en
préparation.
Il était donc nécessaire de rechercher une méthode plus efficace.
7l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
ObjectifsObjectifs et et spspéécificationscifications dudu nouveau nouveau systsystèèmeme
Améliorer le confort de roulement.
Restaurer la géométrie de la voie, en conformité avec les règles de construction.
Définir la géométrie des voies, et les corrections à apporter, dans un système de référence
en base absolue.
Permettre un guidage automatisé des bourreuses.
Fiabiliser les transmissions de données
Etre compatible avec les contraintes opérationnelles et les spécificités des LGV.
La solution retenue repose sur un système de repérage universel des voies pour permettre la compatibilité entre différents moyens automatisés et avec d’autres tâches de maintenance.
8l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Processus de bourrage par la mProcessus de bourrage par la mééthode de base absolue avec rthode de base absolue avec rééfféérence rence
I - Préparation1. Pose de goujons vissés (sur les supports caténaire)2. Relevés topographiques (XYZ) des repères et de la voie3. Etude d’une géométrie optimale de référence avec un logiciel spécifique4. Transmission des données aux unités opérationnelles
II – 1ère opération de bourrage (sur ligne en service)1 Définition de la géométrie intermédiaire à réaliser (possibilité de phasage en limitant
les valeurs de déplacement de la voie)2 Remise des données définissant la géométrie à la bourreuse.3 Bourrage guidé en continu, en 3D, en référence au repérage.4 Contrôle immédiat du positionnement après travail.
III – Opérations suivantes de bourrage1. Détermination de la position de la voie par rapport à la cible.2. Correction automatique des défauts tout en respectant la géométrie générale
définie.
9l’Infra, une activité
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Bourrage guidBourrage guidéé sur une gsur une gééomoméétrie dtrie dééfiniefinie
Bourreuse équipée d’un chariot pourvu d’une Bourreuse équipée d’un chariot pourvu d’une instrumentation de mesure automatisée.instrumentation de mesure automatisée.
P.C.
Chariot AV
Goujon
positionnement AVRelevage réalisé
Projet
Réel
Chariot AVChariot AV
AV R AR
Sens du bourrage
Autoguidage, avec référence sur des repères,du chariot avant d ’une bourreuse
sur une géométrie prédéfinie
10l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
GoujonMiroir sur un goujon
Contrôle avec le chariot de mesure laser
11l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Cercle L = 69.5276 R = -6891.2476V2 448 7.453 < 0.002 •| 118899.623V2 448 7.453 < 0.002 •| 118899.623V2 447 27.517 < 0.009 • | 118919.686V2 447 27.517 < 0.009 • | 118919.686V2 444 47.864 < 0.001 •| 118940.033V2 444 47.864 < 0.001 •| 118940.033
Clothoïde L = 251.4300 R = -6891.2476 R2 = 0.0000 A = 1316.308V2 443 3.897 > -0.002 |• 118965.594V2 443 3.897 > -0.002 |• 118965.594V2 440 18.886 < 0.003 • | 118980.582V2 439 39.472 < 0.009 • | 119001.168V2 436 59.320 < 0.007 • | 119021.017V2 435 80.265 < 0.002 •| 119041.962V2 432 99.806 > -0.005 | • 119061.503V2 431 119.208 > -0.008 | • 119080.904V2 428 140.218 > -0.010 | • 119101.915V2 427 158.420 > -0.008 | • 119120.117V2 424 181.002 > -0.002 |• 119142.699V2 423 203.266 < 0.011 • | 119164.963V2 420 221.401 < 0.008 • | 119183.098
V2 419 241.452 < 0.017 < •« | 119203.149V2 416 +261.691 < 0.010 • | 119223.388
Droite L = 175.9596 Azi_ = 397.66394V2 415 29.546 < 0.004 • | 119242.673V2 412 51.014 > -0.001 |• 119264.141V2 411 73.359 > -0.006 | • 119286.486V2 408 91.696 > -0.011 | • 119304.822V2 407 109.929 > -0.011 | • 119323.056V2 404 132.017 > -0.017 | »• 119345.144V2 403 151.890 > -0.017 | »• 119365.017V2 400 172.571 > -0.008 | • 119385.698V2 399 +193.850 < 0.006 • | 119406.977
Clothoïde L = 293.6684 R = 0.0000 R2 = 5939.2416 A = 1320.669V2 396 36.883 < 0.008 • | 119425.969V2 395 54.613 < 0.001 •| 119443.699V2 392 77.487 < 0.010 • | 119466.573V2 391 94.569 < 0.012 • | 119483.655V2 388 117.799 < 0.005 • | 119506.885V2 387 138.798 < 0.009 • | 119527.884V2 384 158.382 > -0.003 | • 119547.468V2 383 175.118 < 0.003 • | 119564.204V2 380 198.952 0.000 • 119588.039V2 379 220.565 < 0.002 •| 119609.651V2 376 239.166 > -0.015 | • 119628.253V2 375 258.517 > -0.005 | • 119647.604V2 372 279.842 > -0.003 | • 119668.929V2 371 +299.836 < 0.009 • | 119688.922
Tracé (lacets moyen de 30 mm)
Droite L = 297.3807 °/oo= -25.34458V1 316 0.108 v -0.015 • | 120235.807 72.587V1 314 28.585 ^ 0.002 |• 120264.284 71.848V1 313 40.399 ^ 0.008 | • 120276.097 71.543V1 310 65.565 ^ 0.018 | • 120301.264 70.895V1 309 85.434 ^ 0.020 | • 120321.132 70.390V1 306 108.558 ^ 0.021 | • 120344.257 69.803V1 305 130.649 ^ 0.030 | • 120366.348 69.234V1 302 159.799 ^ 0.037 | • 120395.498 68.489V1 301 180.119 ^ 0.039 | • 120415.818 67.972V1 298 204.312 ^ 0.033 | • 120440.011 67.365V1 297 229.473 ^ 0.029 | • 120465.172 66.732V1 294 255.089 ^ 0.022 | • 120490.788 66.090V1 293 279.019 ^ 0.006 |• 120514.718 65.499
Cercle L = 265.7335 R = -28488.3621V1 290 4.999 v -0.016 • | 120538.078 64.927V1 289 31.084 v -0.017 • | 120564.163 64.284V1 286 55.559 v -0.004 •| 120588.639 63.688V1 285 80.616 ^ 0.014 | • 120613.696 63.095V1 282 107.910 ^ 0.023 | • 120640.990 62.485V1 281 130.050 ^ 0.030 | • 120663.130 62.009V1 278 152.838 ^ 0.031 | • 120685.918 61.544V1 277 179.637 ^ 0.020 | • 120712.717 61.033V1 274 206.118 ^ 0.009 | • 120739.197 60.552V1 273 226.952 0.000 • 120760.032 60.191V1 270 245.631 ^ 0.002 •· 120778.711 59.871V1 269 264.976 ^ 0.009 | • 120798.056 59.547
Droite L = 167.2817 °/oo= -16.01071V1 266 18.157 ^ 0.017 | • 120816.970 59.235V1 264 39.608 ^ 0.032 | • 120838.421 58.877V1 263 62.174 ^ 0.020 | • 120860.987 58.528S0 260 63.677 ^ 0.021 | • 120862.491 58.503V1 259 81.582 ^ 0.020 | • 120880.395 58.217V1 256 100.530 ^ 0.010 | • 120899.344 57.924S0 255 116.416 ^ 0.012 | • 120915.229 57.667V1 252 121.744 ^ 0.013 | • 120920.557 57.581V1 251 137.909 ^ 0.018 | • 120936.722 57.317V1 248 155.214 ^ 0.011 | • 120954.027 57.047
Cercle L = 214.7929 R = -26620.0165V1 247 2.528 ^ 0.006 |• 120968.623 56.818V1 244 21.308 ^ 0.012 | • 120987.403 56.520V1 243 37.923 ^ 0.017 | • 121004.018 56.268V1 240 54.540 ^ 0.021 | • 121020.635 56.026V1 239 73.766 ^ 0.021 | • 121039.861 55.765V1 236 87.827 ^ 0.024 | • 121053.922 55.580V1 235 103.763 ^ 0.021 | • 121069.858 55.385V1 232 121.094 ^ 0.016 | • 121087.189 55.186V1 231 139.484 ^ 0.013 | • 121105.579 54.984
Profil en long (Var. alt. > 30 mm)
>1180m<11
>19200m<27
>34200m<25
>56200m<48
>31180m<32
>22140m<14
Géométrie moyenneEstimée
De référence
Relevages Pk
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
GGééomoméétrie trie ééditditéée par le logiciel de par le logiciel d’é’étude tude -- DDééfauts de grande longueur dfauts de grande longueur d’’ondeonde
Ripages Pk
80 m
200 m
200 m
180 m
200 m
140 m
12l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
1 m/s2
10 mm
ATC
Tracé
500200 900
Pk 165
900500200
Pk 165
Enregistrement des accélérations
perturbé ponctuellementV2
V2
Etude de dEtude de dééfauts de grande longueur dfauts de grande longueur d’’onde onde page 1/2page 1/2(Exemple sur LGV Nord)(Exemple sur LGV Nord)
Enregistrement de la géométrie
correct
Pk 166?
13l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
RP calculé pour une trajectoire optimum: 165,187 293 m 165,480RP allongé de 33m
RP théorique et dévers : 165,202 260 m 165,462
AlignementGraphique de flèches du tracé RP
Tracé réel Courbe
Il faut rétablir un tracé optimum et le dévers correspondant
V2
Ripagesen mm
Pk
Tracé optimum
Ecarts calculés
Rotationdu R.P.
DDéécalage de raccordement parabolique calage de raccordement parabolique page 2/2page 2/2
Défaut de tracé
RP allongé de 33m
14l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
1 m/s2
1 m/s2
Bourrage prévu
Courbe 1 Courbe 2
RRéésultatssultats de correction de correction du tracdu tracéé par par bourragebourrage en Base en Base AbsolueAbsolue
Ripages effectués par la bourreuses
96-100 V2
-30-20-10
010203040
96.870
96
.993
97.114
97
.240
97.389
97
.537
97.685
97
.821
97.960
98
.091
98.226
98
.361
98.495
98
.630
98.765
98
.900
99.036
99
.171
99.305
99
.440
99.575
Accélérations transversales en caisse après bourrage et stabilisation
Position de la voieAvant bourrage (± 30 mm)Après bourrage (± 5 mm)
Bourrage réalisé
Accélérations transversales en caisse avant bourrage
15l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Bourrage prévu
1,6 m/s2
121-123 V1
-40
-30
-20
-10
0
10
121.7
71
121.9
20
122.0
68
122.2
03
122.3
25
122.4
51
122.5
73
122.6
85
122.8
07
122.9
28
123.0
50
123.1
76
123.3
11
123.4
37
Rel RRel
Position de la voieAprès BourrageAvant Bourrage
Relevages effectués par la bourreuses
Accélérations verticales en caisse après bourrage et stabilisation
1 m/s2
Bourrage réalisé
1 m/s2
RRéésultatssultats de correction de correction du profil en longdu profil en long par par bourragebourrage en Base en Base AbsolueAbsolue
Accélérations verticales en caisse avant bourrage
16l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Après bourrage
en Base Absolue
Enregistrements Mauzin base allongEnregistrements Mauzin base allongéée de la LGV Norde de la LGV Nord
17l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
BASE RELATIVEBASE ABSOLUE
BASE RELATIVEBASE ABSOLUE
AVC
ATC
NALL
DALL
Différence de résultats entre les méthodes employéesDifférence de résultats entre les méthodes employées
18l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
RRéésultats de 3 annsultats de 3 annéées de tests sur LGV Nordes de tests sur LGV Nord
Positionnement précis du tracé des voies.
Bon traitement des défauts de grande longueur d’onde et des distorsions des raccordements paraboliques
Amélioration du confort
Nette diminution de la vitesse de dégradation de la géométrie
Baisse de la fréquence des corrections par bourrage
Bonne compatibilité de la méthode avec les contraintes des interventions (périodes de travail, sécurité).
Bonne appropriation de cette nouvelle méthode par les mainteneurs.
19l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
Nouvelle politique de maintenance de la gNouvelle politique de maintenance de la gééomoméétrie des voies trie des voies
• Extension de cette méthode de bourrage avec base absolue sur toutes les LGV.
• Plannification du repérage et du géoréférencement des voies sur 4 ans.
• Homologation de nouveaux systèmes de guidage automatique des bourreusescompatibles avec le repérage de référence et la base de données informatiques.
• Stratégie des interventions de bourrage :
- Zones longues ( > 300 m) : Généralisation de l’utilisation de la base absolue pour les opérationspériodiques
(bourreuses à grand rendement)
- Zones courtes ( < 300 m) : Corrections locales en base relative
(bourreuses moyennes)
Nota :• L’optimisation des interventions de bourrage est facilitée par l’emploi du logiciel TIMON.• Une bonne cohérence avec la programmation des opérations de meulage est essentielle.
20l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
CalaisLN3 Calais : 110 km LN3 Belg : 15 km
LilleLN3 LL : 65 km
LN3 PN : 85 kmParis
LN2 : Ouest : 50 km
Le Mans
Tours LN1 S: 150 km
Lyon
LN4 : 150 km
LN5 : 200 km
Marseille
LN1 N: 115 kmLN2 : TC : 110 km
LN1 C: 150 kmLN2 : Sud : 100 km
GGééororééfféérencementrencement des voies et pose des repdes voies et pose des repèèresres
Programme sur 4 ans:(longueur des sections de lignes traitées)
- 2003 : 300 km
- 2004 : 315 km
- 2005 : 360 km
- 2006 : 325 km
Nord
Atlantique
Sud-est
Méditerrannée
21l’Infra, une activité
au cœur de la SNCF
2003
2008
Base absolueclassique
Base relative assistéepar ordinateur Base relative
Prévision de l’évolution
Pose des repères Bourrage en Base Absolue généralisé en
2007
11
Total par an
70%25%5% 1 700 km(55% de la longueur des
voies)
1 450 km(47% de la longueur des voies)30%70%
-15%
Bourrage sur les LGV Bourrage sur les LGV
Base absolue avec guidage automatisé