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La e.Newsletter d'Infra Ingénierie

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A LA UNE Une électrification innovante pour la transversale Tours – Lyon

ACTUALITÉ Viaduc de Garabit : le numérique au service de l’historique

REPORTAGE Une nouvelle gare Développement Durable

INTERNATIONAL Des tournées de mesures sur la HS1 anglaise : All you need is IRIS 320 !

BRÈVE Un cap décisif franchi pour ERTMS

INNOVATION Vers une optimisation de la géométrie de la voie

Numéro 5 - Mai 2012

www.ingenews.fr - n°5 / mai 2012

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L’électrification de la ligne Bourges – Saincaize repose sur une sous-station déportée, reliée à la caténaire par une ligne bifilaire en 50 kV. Avec cette première application de ce type en France, Infra Ingénierie a permis une économie de 4,2 millions d’euros et a respecté la volonté de RFF en termes de développe-ment durable.

Depuis l’entrée en vigueur du Service Annuel 2012, les voyageurs de la transversale Bourges – Saincaize, maillon de la ligne Tours – Lyon, n’empruntent plus les AGC diesel, mais des automotrices électriques ZTER, avec un cadencement entre Orléans et Nevers de cinq allers-retours quotidiens. Pour les usagers, l’élec-trification des 57,7 km de double voie entre Bourges et Saincaize apporte donc plus de confort, surtout pour les longs trajets qui nécessitaient jusqu’alors un changement pour passer de l’électrique au diesel. Ce chantier de 82 millions d’euros représente une prouesse d’innovation technologique. La réalisation s’est échelonnée de juin 2010 à décembre 2011 et

Infra Ingénierie a mené à bien l’opération en un temps record pour respecter le calen-drier demandé.

SOUS-STATION RECHERCHE EMPLACEMENT OPTIMAL POUR RACCORDEMENT

L’électrification fait appel au courant alternatif 2x25 kV, à l’exception des 5,5 km à la sortie de Bourges. Ces derniers sont en effet réalisés en 1500 V conti-nu pour être compatibles avec l’électrification historique de Paris – Vierzon – Limoges jusque Bourges depuis Vierzon.

A la UneEdito

Une électrification innovante pour la transversale Tours – Lyon

Nous vous remercions de votre fidélité et sommes heureux de vous présenter le 5e numéro d’ingenews.fr, la e.Newsletter de SNCF Infra Ingénierie. Ce nouveau numé-ro, à travers les exemples que nous vous présentons ici, est pour nous l’occasion de souligner la diversité des métiers que nous couvrons au service de l’amélioration de l’infrastructure ferroviaire : plus qu’une ingénierie de projet, SNCF Infra Ingénie-rie est en effet la seule à faire le lien entre les 4 missions de l’ingénierie ferroviaire : l’ingénierie de projet l’ingénierie technique et système l’ingénierie de maintenance et d’exploitation l’ingénierie de R&D

Bonne lecture et à bientôt avec nos équipes,

Frédéric Delorme

Pour en savoir plus sur les métiers de SNCF Infra Ingénierie, cliquez ici


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Sur ce projet, RFF s’est montré très sensible aux questions environnementales et Infra Ingénierie s’est placé alors comme force de proposition, avec une initia-tive unique en son genre sur le Réseau Ferré National. Il fallait en effet recher-cher une alimentation haute tension du réseau public RTE (Réseau de Transport d’Electricité) à proximité de la section à électrifier pour obtenir une implantation optimisée de la sous-station, conciliant les impératifs techniques et l’inscription dans l’environnement. La situation de la sous-station doit garantir une qualité d’alimentation correcte des caténaires et tenir compte du coût du raccordement au réseau haute tension public.Il apparaît alors que seul le poste RTE des Rivages peut répondre à la contrainte de puissance nécessaire de 20 MVA en limitant le coût du raccordement. Mais comme il est éloigné par rapport à la zone 25 kV à électrifier, Infra Ingénierie a proposé d’adopter une ligne bifilaire d’alimentation déportée en 50 kV jusqu’au point d’injection à la caténaire 25 kV, situé à environ 6 km de la sous-station. L’énergie ainsi transportée avec ce système à 50 kV permet de réduire les chutes de tension liées à la charge, tout en limitant les perturbations électromagné-tiques induites par ce type d’électrification. Ce poste autotransformateur fixe la référence au rail de façon à assurer l’alimentation de la caténaire en 2x25 kV.

Innovant, ce système d’alimen-tation fait l’objet, pour la pre-mière fois de l’utilisation de protections à la sous-station et au poste d’alimentation. Celles-ci dialoguent entre elles par l’intermédiaire de fibres op-tiques garantissant des temps de réponse quasi-immédiats, de l’ordre de 10 ms.

DES TRAVAUX COMPLEXES

Les travaux de pose des 5,7 km de la ligne bifilaire en câbles enterrés se sont déroulés : en partie dans les emprises ferroviaires où la cohabitation avec le réseau existant impose des contraintes liées à la proximité des équipements fer-roviaires et à l’exploitation,

en partie sur le domaine public, avec ses contraintes spécifiques vis-à-vis des réseaux enterrés et des infrastructures routières.

Les travaux de fouilles pour enterrer la ligne bifilaire à proximité des voies ont imposé de respecter les contraintes liées au maintien de la stabilité des voies et de travailler au maximum en maintenant la circulation des trains. Au chapitre des interventions spectaculaires on citera la mise en encorbel-lement (cf. encadré) de la ligne électrique sur deux ponts, nécessitant la réalisation des travaux depuis le domaine public, avec demande d’arrêtés municipaux pour interception de la moitié de la chaussée.


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L’ENCORBELLEMENT, COMME AU MOYEN-AGE

L’encorbellement est une construction en porte-à-faux, en surplomb des points d’appui. Popularisé au Moyen-Age, il permettait de construire des maisons en gagnant quelques mètres carrés au fur et à mesure qu’on montait dans les étages, tout en apportant un gain fiscal, l’impôt étant calculé sur la surface occupée au sol.

TOUS GAGNANTS

Pour le gestionnaire d’infrastructure, le choix d’une sous-station déportée est un pari ambitieux mais judicieux. Une sous-station «classique», avec un nouveau raccordement au réseau haute ten-sion RTE, aurait coûté environ 10 millions d’euros dont 7 millions seuls pour le raccordement RTE. La mise en œuvre de la solution retenue a coûté 5,8 millions soit 42% d’économie par rapport à la solution classique.Pour l’entreprise ferroviaire SNCF, la relation Orléans-Nevers (5 allers/retour par jour) se fait dorénavant sans rupture de charge. Outre le confort accru pour le passager et le bilan CO² positif, le passage en matériel électrique permet ainsi d’économiser en maintenance, en nombre d’engins et en énergie.

Le saviez-vous ?

UNE EXPÉRIENCE ÉCO-RESPONSABLE

Infra Ingénierie a veillé tout au long du projet à penser Développement Durable, respectant en cela les souhaits de RFF, le maître d’ouvrage. Le poste est équipé d’un système hybride éolien / solaire associé à un dispositif de stockage par batte-ries. D’un point de vue fonctionnel, le système est conçu pour garantir une alimen-tation autonome du poste, dont la consommation est d’environ 3 MWh annuel et les manœuvres d’appareils électriques lors d’intervention pour exploitation. Le sys-tème ainsi conçu offre une autonomie de trois jours, basée sur les relevés météoro-logiques de la région des cinq dernières années. Ce système est défini comme un prototype qui répond à deux objectifs : il ne présente aucun risque sur la sécurité et il n’a pas d’impact sur la disponibilité des équipements d’alimentation. Un logiciel d’acquisition intégré permet de bénéficier d’un retour d’expérience pertinent et ainsi de déterminer le seuil caractéristique précisant l’intérêt de cette démarche économique. Les mesures réalisées en temps réel croisent les données liées à l’environnement (mesure du vent, du taux d’ensoleillement) et les données électriques (production éolienne et solaire, taux de charge et décharge des batte-ries). Ces mesures permettront dans un premier temps de valider les méthodes et calculs expérimentaux. Dans un second temps elles enrichiront la réflexion sur une démarche de gestion énergétique « intelligente » avec l’alimentation d’équipe-ments connexes dans une approche système ferroviaire.


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Monument historique, le viaduc ferroviaire construit par Eiffel approche 130 ans d’exploitation. En 2011, pour apprécier au mieux le comporte-ment de sa structure ancienne et complexe, Infra Ingénierie en réalise le modèle numérique. Un outil de diagnostic qui améliore la visibilité nécessaire à une maintenance réfléchie.

UN MONUMENT SOUS SURVEILLANCE

La majorité du réseau ferroviaire français est apparue dans la deuxième partie du XIXème siècle. Adaptés à la traction vapeur – qui ne tolère que les faibles pentes et les courbes modérées – les ouvrages d’art métalliques se multiplient. Leurs structures sont essentiellement com-posées des matériaux de l’époque, la maçonnerie et le fer puddlé (voir encadré). Situé sur la ligne Béziers-Neussargues, le viaduc ferroviaire de Garabit est de ceux-là. Avec 122 mètres de hauteur pour 564 de long, l’impressionnant ouvrage enjambe la vallée de La Truyère (Cantal). Si Gustave Eiffel en assura la construction (1880 à 1884), c’est à l’ingénieur Léon Boyer que l’on doit sa conception innovante. Par prudence ou prévoyance, il limitera fortement le taux de travail des éléments. Ainsi, après plus de 120 ans d’exploitation, l’ouvrage – comme nombre de ses pairs – supporte un trafic non négligeable.

La sécurité de telles constructions n’en est pas moins complexe. Les qualités méca-niques du fer puddlé, les matériaux vieillissants, les longues périodes d’exploitation, réclament une vigilance particulière. Le viaduc de Garabit, classé monument histo-rique, mérite de plus quelques égards. Portée par RFF, la campagne de remplacement et de rénovation des ponts-rails mé-talliques (5 000 ouvrages existants, dont la moitié datant du XIXème siècle) se pour-suit. Mais remplacer celui de Garabit n’est pas encore à l’ordre du jour. Il faut vivre au mieux avec cet ouvrage emblématique et SNCF s’y emploie grâce à ses équipes capables d’appréhender les techniques anciennes. En 2009, lors d’une inspection, une importante fissure est décelée au travers de l’âme intérieure d’un chevêtre (pile P1). Ce mal sera le point de départ d’une approche complémentaire de la surveillance du monument.

MODÉLISER POUR COMPRENDRE

Suite à une auscultation poussée (ma-gnétoscopie, radiographie), des fissures naissantes sur les chevêtres d’appui sont découvertes. Les circulations sont inter-rompues et l’avarie est palliée par le ren-forcement systématique des chevêtres. Outre ces réparations d’urgence, il ap-

paraît nécessaire de comprendre ces dommages et d’anticiper les risques. RFF doit pouvoir envisager la maintenance adéquate. À sa demande, les spécialistes d’Infra Ingénierie – ingénieurs de terrain et experts en calculs – vont concevoir l’outil pour expliquer et prévoir le comportement de l’ouvrage. Une modélisation complète et détaillée de la structure paraît être une solution fiable. Le défi est de taille. De par les nombreux assemblages et le manque de précisions quant au trafic historique, réaliser un calcul de fatigue réaliste par éléments finis s’an-nonce complexe. À l’aide d’un logiciel de calcul de structures d’ouvrages d’art (ST1), une modélisation précise de la géométrie de l’ouvrage est cependant créée. Les ta-bliers, arcs et piles, leurs caractéristiques mécaniques, sont insérés dans le modèle

ActualitéViaduc de Garabit : le numérique au service de l’historique


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informatique. À cet alter-ego numérique viennent s’appliquer les paramètres influant sur l’intégrité du viaduc. Les charges permanentes supportées d’abord : au poids de l’ouvrage, majoré de 15%, viennent s’ajouter celles de la superstructure au niveau de la voie et les dispositifs de visite. Les experts appliquent à ces caractéristiques intrinsèques les actions climatiques (neige, température et vent) et enfin, on peut se consacrer à l’étude de ce qui reste la raison d’être du pont-rails : le trafic. Si les données de charges d’exploitation actuelles sont aisément accessibles, c’est par une analyse bibliographique minutieuse que les équipes reconstituent le trafic passé, soit plus d’un siècle d’exploitation. Au final, la finesse du modèle et la simulation permettent des estimations de résis-tance et de fatigue précises.

VERS UNE OPTIMISATION DE LA MAINTENANCE

La modélisation du viaduc de Garabit confirmera les travaux de renforcement préconisés. L’identification des points sensibles, les chevêtres principalement, permet de cibler les opérations de surveillance. Suite aux indispensables vérifi-cations de résistance, le vieil ouvrage se révèle d’ailleurs être en bonne forme. Ni travaux supplémentaires, ni surveillance redoublée ne sont à prévoir pour sup-porter le trafic actuel.

L’expérience est ici intéressante. La délicate évaluation de l’état et du comportement des matériaux anciens étant un indicateur sup-plémentaire pour une gestion durable et cohérente, la modélisation des structures, associée à un constat in situ, se révèle être une aide précieuse. Ce projet, au-delà du « dossier Garabit », est un outil novateur pour la préservation des ouvrages historiques. Infra Ingénierie, en associant la maîtrise de la technologie numérique au savoir-faire de ses spécialistes en ouvrages d’art anciens, affine ainsi son analyse des possibilités d’exploitation d’ouvrages histo-riques. La confirmation d’un niveau sécurité et l’aide au choix de la stratégie de maintenance sont les premières raisons de cet usage de la modélisation numérique. La satisfaction de voir tout un patrimoine ferroviaire continuer d’exister – hommage mérité aux visionnaires qui l’ont bâti – en est une autre.

Avarie

Réparation du chevêtre terminée

Le saviez-vous ?

Le fer puddlé est le résultat de l’affinage de la fonte, chauffée, oxydée et brassée (to puddle). Il est majori-tairement utilisé au XIXème siècle pour la construction de grands ouvrages métalliques, notamment pour la Tour Eiffel. Matériau à la structure feuilletée, son comporte-ment mécanique reste cependant hétérogène. Dès le début du XXème siècle, il est progressivement remplacé par l’acier, de qualité supérieure et issu d’un procédé de fabrication moins énergivore.


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La nouvelle halte de Poix-Terron, dans les Ardennes, est un exemple en matière de développement durable et d’éco-mobilité. Mise en service à l’été 2011, cette halte est située sur la ligne Reims-Charleville-Mézières. Soixante ans après la fermeture de la gare originelle, la réouverture sous forme d’une halte moderne labellisée « Développement Durable » est le signe qu’Infra Ingé-nierie se positionne en faveur de l’ingénierie verte.Ce nouveau point d’arrêt des TER est complémentaire à l’offre TGV. Ainsi, les élèves du Centre de Formation des Apprentis (CFA) du BTP installé à Poix-Terron, bénéficient désormais de cette nou-velle desserte.

RFF ET INFRA INGÉNIERIE ENGAGÉS DANS LE DÉVELOPPEMENT DURABLE

Ce projet souhaité par RFF Alsace – Lorraine – Champagne-Ar-denne, d’une enveloppe budgétaire de 3,58 millions d’euros, et dont la maîtrise d’œuvre a été confiée à Infra Ingénierie, est remarquable par sa spécificité. L’intérêt que lui ont porté les élus des collectivités locales (commune, communauté de communes, Conseil Général et Conseil Régional) mérite d’être également souligné.

L’architecture de la halte, menée par la société ATA (Gilbert Andreini étant l’archi-tecte conseil qui a dessiné le bâtiment), est particulièrement innovante. La construc-tion a privilégié l’utilisation de matériaux à faible empreinte environnementale (bois, matériaux issus de carrières de proximité…). Deux nouveaux quais voyageurs ont été aménagés, avec un emploi limité de béton et d’enrobés. Ils sont dotés de rampes d’ac-cès pour Personnes à Mobilité Réduite et sont reliés par un souterrain avec passage dénivelé. Sur ces quais, les abris sont équi-pés de toitures végétalisées permettant la récupération des eaux pluviales et d’une verrière photovoltaïque produisant de l’énergie propre. Le courant produit est mis à profit pour l’éclairage géré par des détec-teurs de présence et qui n’utilise que des appareils à faible consommation d’énergie. Avec son parking vélos sécurisé, en plus du traditionnel stationnement voitures, et un chemin piétonnier créé vers le CFA BTP, la halte de Poix-Terron est une vitrine de l’in-termodalité pour RFF.

ReportageUne nouvelle gare Développement Durable

Avant

Aujourd’hui


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Après une première marche à titre expé-rimental, IRIS 320 va maintenant réguliè-rement passer le Tunnel sous la Manche pour circuler sur la High Speed 1 anglaise jusqu’à Londres. Un contrat original pour Infra Ingénierie qui exporte les compé-tences de la rame IRIS 320.

En mai 2011, IRIS 320 a circulé sur la HS1, la LGV anglaise liant le Tunnel sous la Manche à Londres. Après une longue pé-

riode d’études, Infra Ingénierie devait trouver les modalités d’intervention avec Network Rail, l’exploitant anglais de la LGV. La rame IRIS 320 a ainsi effectué une première tournée sur la ligne, s’appuyant sur l’expérience acquise par plu-sieurs passages dans le tunnel depuis fin 2009. Une deuxième tournée d’essais a eu lieu fin 2011, permettant de convaincre définitivement le client anglais. Un contrat de sept ans entre Network Rail et Infra Ingénierie est ainsi en cours de finalisation.

UNE TRANSMISSION VOIE MACHINE SPÉCIFIQUE AU ROYAUME-UNI

Si la LGV anglaise est techniquement assez proche d’une LGV française, avec une alimentation en 25 kV et une signalisation de bord faisant appel à la TVM, c’est une version spécifique de la TVM qui est utilisée outre-Manche, tout comme dans le Tunnel. De ce fait, les TGV «commerciaux» SNCF ne peuvent pas franchir le Tunnel sous la Manche, ni circuler sur HS1. Une version spéciale a bien été mise au point pour les rames de type Transmanche Super Train (TMST) assurant les liaisons Eurostar, mais elle n’a pas été reportée sur les TGV SNCF. Ce type de difficultés techniques, induit par le renforcement des procédures d’homologation dans chaque pays, est un des défis relevés par Infra Ingénierie.

Au cours des échanges entre Infra Ingénierie et SNCF-International d’une part et NR CTRL, filiale de Network Rail d’autre part, il est apparu des difficultés techniques et administratives importantes et nombreuses. Les deux entreprises ont de ce fait privilégié un partenariat sur le long terme plutôt qu’une approche « one shot ».

UN MODE OPÉRATOIRE SPÉCIFIQUE ET PROVISOIRE

IRIS 320 inspecte les LGV françaises et leurs raccordements au réseau classique depuis 2006. Depuis 2011, la rame a étendu son champ d’action aux princi-pales lignes électrifiées françaises. L’expérience acquise dans ces tournées aux configurations diverses est un argument de poids. Après ces essais qui ont donc convaincu Network Rail, des investissements vont être faits pour que la rame IRIS 320 puisse circuler à 300 km/h sur HS1. Mais en attendant, un mode opératoire provisoire a été mis au point pour que les tournées puissent commencer immédiatement. Pour cela, Eurotunnel met à disposition deux locomotives diesel Krupp disposant de la TVM adéquate. Elles servent notamment à porter le secours dans le Tunnel en cas d’avarie en ligne sur une rame.

InternationalDes tournées de mesures sur la HS1 anglaise : All you need is IRIS 320 !


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En mode opératoire provisoire, les deux locomotives Krupp sont placées de-vant la rame IRIS 320. Pour pouvoir effectuer des mesures sur les courants de court-circuit, des capteurs ont été installés en avant de chacune des machines reliées à IRIS 320 au moment de la tournée. On récupère ainsi des mesures équivalentes à celles que la rame ferait en circulant seule, à vitesse réduite.Infra Ingénierie, par des prestations de post-traitement, transmet au client des données validées en exploitation pour une prise en compte currative immé-diate. En outre, les analyses multi-tournées permettront la construction d’indi-cateurs de suivi d’évolution des défauts détectés pour déterminer le moment le plus approprié à des opérations de maintenance sur le terrain. Infra Ingénie-rie offre ainsi à son client la possibilité de développer une logique de mainte-nance prédictive.

AVANT L’ANGLETERRE, IL Y A LE TUNNEL

Pour avancer, il a été nécessaire de prendre en compte les exigences des deux clients Eurotunnel et Network Rail (CTRL) et de ce fait, il a fallu dans un pre-mier temps faire accepter la rame IRIS 320 par Eurotunnel pour qu’elle puisse circuler dans le tunnel en tant que train de service. Cette démarche impliquait de démontrer les dispositions prises contre l’incendie, et les critères auxquels la rame répond en termes de choix de matériaux. Puis il a fallu présenter la rame IRIS 320 aux autorités britanniques, en constituant deux documents formels. Le premier pré-sente la rame en tant que Matériel Rou-lant (rame Réseau tri-courant) ; le second détaille chacun des systèmes de mesure, et les résultats obtenus. Ces documents ont été acceptés, ce qui a permis d’ajouter la rame à la liste des matériels roulants circulant au Royaume-Uni.Tout cela a été réalisé sur la période 2010 et 2011, et n’aurait pas été possible sans la coopération très constructive des deux gérants d’infrastructure Eurotun-nel et Network Rail (CTRL). La difficulté principale a été le budget restreint pour la constitution de ces documents, avec très peu de visibilité initiale compte tenu de l’absence de précédent en la matière.Pour honorer ce contrat, SNCF va demander une extension de sa licence fer-roviaire pour être en mesure d’être autonome en mode opératoire. Le client anglais, en tant que gestionnaire d’infrastructure, n’a pas lui-même de licence ferroviaire sur HS1. L’organisation qui sera mise en place va lui éviter d’engager ces démarches.

Entrée dans le tunnel

La gare de St Pancras

Les équipes Network Rail, Eurotunnel et SNCF


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Le saviez-vous ?

IRIS 320, PREMIER LABO À GRANDE VITESSE

Le TGV Iris 320 embarque capteurs, écrans, logiciels, tech-niciens et ingénieurs, à plus de 300 km/h ! Son but : explo-rer tout le réseau français, pour en évaluer les risques et les usures. Un modèle de haute technologie au service des voies ferrées.

Les liaisons ferroviaires à grande vitesse sont l’objet de toutes les attentions ; leur succès induit donc une perpé-tuelle vigilance. L’entretien de ces voies est un véritable défi pour SNCF, car il s’agit de prévenir, réparer et surveiller les lignes, en un temps record, tout en maintenant la circulation.

Depuis 2006, les agents de l’Infra qui sont en charge de vérifier l’état du réseau disposent donc d’un outil de pointe. En effet, le passage d’IRIS 320 permet de récolter en une seule fois des mesures relatives à la voie, la signalisation, la caténaire, les télécommunications, ce qui permet de préser-ver des nuits pour les opérations de maintenance.

UNE BELLE CARTE DE VISITE

Non seulement ce contrat est une réussite commerciale, mais il a une valeur symbo-lique vis-à-vis de potentiels clients étrangers. Il n’existe pas de rame équivalente à IRIS 320 au Royaume-Uni ; un investissement similaire ne serait pas rentable compte tenu du faible nombre de kilomètres de LGV. L’achat de prestations IRIS 320 évite donc un investissement matériel très important au mainteneur de la ligne.Pour des charges quasiment équivalentes, une tournée IRIS 320 permet de four-nir beaucoup plus de données au client que le cumul de circulations d’engins de mesures qui inspectent normalement HS1. A l’avenir, d’autres clients étrangers pourraient manifester un intérêt pour des tour-nées d’IRIS 320 sur leur réseau, au regard de l’efficience de la rame et de la capacité d’adaptation des équipes d’Infra Ingénierie.Pour ces clients internationaux, c’est la garantie d’avoir une prestation mise en place avec le plus grand soin, avec la même qualité de surveillance et le même processus de contrôle que pour les tournées réalisées en France.Les tournées IRIS 320 sont prévues 13 nuits par an à partir de 2012 pour 7 ans. Cette périodicité coïncide avec la présence de la rame à Calais, ce qui évite les kilomètres d’acheminement, donc contribue à maintenir un prix raisonnable. Les économies dépassent d’ailleurs le cadre des seules tournées de mesure puisque la ligne HS1 va pouvoir être inspectée de la même façon que les LGV françaises, ce qui va per-mettre de détecter des défauts de même nature, et de commencer à travailler sur une politique de maintenance commune avec SNCF. Des mutualisations d’approvi-sionnement en pièces détachées sont déjà en projet.A terme, l’harmonisation des techniques de mesure, de surveillance et de mainte-nance est une conséquence logique à l’interopérabilité.


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Le projet PEEE (projet Pilote ERTMS Niveau 2 sur la ligne à grande vitesse Est Européenne) vient de franchir un cap décisif. A la demande de RFF, une campagne d’essais a permis de faire circuler un TGV en situation réelle d’exploitation.Fin 2011, pendant douze nuits d’essais comman-dées par RFF, Infra Ingénierie a supervisé une cam-pagne d’essai du système ERTMS, dans laquelle les conducteurs et les agents de circulation ont été amenés à interagir ensemble dans des situations d’exploitation réelles. Parmi toutes les campagnes menées jusqu’à ce jour, celle-ci restera, à plus d’un titre, un événement majeur dans l’aboutissement du projet PEEE. En plus des aspects purement techniques, le sys-tème ERTMS Niveau 2 français était évalué «de bout en bout» et en situation réelle sur la LGV EE. L’objectif majeur était de vérifier la cohérence et la pertinence des différentes règles et procédures mises en place à chaque niveau. Le bilan de cette campagne est très positif : tous ces essais ont été très riches d’enseignement.

UN SYSTÈME MIS EN SITUATION D’EXPLOITATION RÉELLE

Les conducteurs ont ainsi pu apprécier la performance, l’ergonomie et la sécu-rité du système ERTMS. De même, au niveau de l’exploitation par les agents cir-culation où les procédures propres à l’ERTMS ont pu être déroulées réellement, améliorées et optimisées au fil des nuits d’essais. Enfin, les éléments techniques

du système ont montré leur comportement dans des situations réelles jamais explorées jusqu’alors.Cette campagne d’essais, RFF l’a faite réaliser sur voies exploitées, ce qui a nécessité une organisation particu-lièrement complète et complexe. Le protocole d’essais a vu engager une rame DASYE, la dernière génération des TGV Duplex, spécialement équipée. Cette rame a ainsi parcouru environ 4 500 km ! Le système ERTMS sol utilisé n’étant pas encore homo-logué, le TGV d’essai évoluait, de part et d’autre de la gare TGV Champagne-Ardenne, dans une « bulle » de sécurité sur la zone d’essais, soit la moitié de la LGV Est Européenne.Au final, constater de manière concrète le bon fonction-nement du système ERTMS niveau 2 dans un environ-nement ferroviaire complet, est un motif de satisfaction partagé par tous.

Brève

Un cap décisif franchi pour ERTMS

Interface de conduite (Driver Machine Interface)


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Infra Ingénierie possède un savoir-faire certain dans la définition des normes de géométrie des voies. Depuis juin 2011, elle y ajoute la précision de la simulation numérique. Forte d’une meilleure connaissance des interactions voie-véhicule, elle redéfinit les confi-gurations “limite” de ces normes pour un meilleur niveau de sécu-rité et une amélioration du confort des passagers.

Afin d’approfondir son expertise, Infra Ingénierie a adopté un des logiciels de simulation utilisés par les constructeurs de matériel roulant. La modélisation des défauts de géométrie de la voie et des véhicules permet d’avoir une vision plus précise de l’influence de ces défauts. Associée au comportement des différents véhicules, la définition du niveau de tolérance gagne en précision. Les pre-miers travaux réalisés pour RFF ont déjà justifié des dérogations aux normes de géométrie actuelles pour les défauts de grande longueur d’onde. Au terme des cinq années d’études prévues, ce projet devrait se traduire par une révision complète des normes en vigueur sur le réseau ferré national (RFN).

CRÉER UN MODÈLE FIABLE

Mais avant d’obtenir un résultat convaincant, la difficulté majeure était de créer un modèle numérique restituant toute la complexité du système voie-véhicule. Infra Ingénierie SNCF a dû apporter une réponse fiable aux deux problématiques suivantes : Étudier l’ensemble des combinaisons entre les différents types

de défauts de géométrie et le matériel roulant sans multiplier indéfiniment les simulations

Utiliser des modèles de véhicules réalistes et représentatifs.

InnovationVers une optimisation de la géométrie de la voie

Limites véhicule

Limites de géométrie

Forces, Accélérations

Forte de ses compétences d’analyse de la géométrie, elle a adapté l’utilisation du logiciel en intégrant les données sur le comportement du matériel roulant et les paramètres pouvant l’influencer. Afin d’éta-lonner les modèles de véhicule de manière fiable, des mesures accélérométriques ont été effectuées sur des véhicules commer-ciaux, notamment par l’emploi d’une nou-velle technologie sans fil très facile à mettre en œuvre.

Une BB2600 équipée de capteurs

Modélisation de la BB 26000

Comparaison entre résultat de simulation et mesure

Défauts de géométrie simulés

Grille de résultats : les limites de géométrie permettent de respecter les limites véhicules


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LE COUPLE VOIE-VÉHICULE

Avec la prise en compte du couple voie-véhicule, cette nouvelle ap-proche permet de définir précisément les tolérances applicables, tout en considérant la diversité des véhicules. La méthode associe les ca-ractéristiques des défauts de géométrie (amplitude, forme, longueur et combinaison) à une modélisation détaillée des véhicules. De là, les résultats des simulations (forces et accélérations) associés à une ana-lyse des interactions permettent une définition réaliste des limites ad-missibles.Aujourd’hui, sur les LGV ou les lignes classiques, cette approche per-met d’identifier des situations dérogatoires aux normes de géométrie existantes et de proposer des améliorations tout en respectant les marges de sécurité. C’est une première étape. Appliquée à l’ensemble du RFN, cette expertise permettra à terme de reconsidérer les valeurs des normes en vigueur et le cas échéant, de définir celles à appliquer aux nouvelles configurations (vitesse de 360 km/h, voies métriques...). En choisissant la modélisation pour l’étude de la dynamique ferroviaire, Infra Ingénierie propose une réponse robuste aux impératifs de régula-rité et de sécurité. Au-delà d’une meilleure identification des situations critiques, l’approche est, selon RFF, un atout pour l’optimisation de la maintenance. La connaissance des interactions voie-véhicule permet ainsi de limiter les interventions de maintenance inopinées ainsi que la mise en place de ralentissements. Elle s’intègre totalement dans la stratégie à terme d’une maintenance programmée. L’ensemble du ré-seau ferré devrait y gagner en fiabilité et en confort.

www.ingenews.fr - n°5 / mai 2012Pour tout renseignement complémentaire sur les articles,

contactez [email protected]

La e.neswletter d’Infra Ingénierie 6 avenue François Mitterrand 93574 La Plaine Saint-Denis Cedex

Directeur de la publication : Eric Conti Directeur de la rédaction : Guillaume Confais Rédacteurs : Vincent Cuny, Ludovic Theillet

Ont participé à la rédaction de ce numéro : Edouard Chabanier, Régis Vionnet, Frédéric Coudert, Sönke Kraft, Bernard Plu, Régis Caron, Pierre Bordas,

Gilles Janot, Guillaume Foeillet, Bruno Soyez, Daniel Guillaumet, Laurent Vanelle, Laurent Vandersteen, Marilyn Terre-Nicolas, Anne Extier,

Patrice Schmitt, Jean Chabas, Lionel Taunay

Un remerciement particulier à Clément Kempf

Réalisation : Natrweb Photos : Jean-Jacques d’Angelo et SNCF

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