Une solution Qualimatest sécurise le transport ferroviaire
La mesure du rail afin d'automatiser son entretien
Introduction
Le système présenté est utilisé sur un "train meuleur", utilisé sur les voies ferrées de part le monde. Ce système de meulage corrige la forme des rails afin qu'ils correspondent aux besoins du trafic ferroviaire. Pour mémoire, le profil transversal des rails est adapté en fonction de la forme à l'avancement de la voie, c'est à dire virage à droite, à gauche, aiguillage etc. La dénomination de profil transversal correspond à la partie du rail potentiellement en contact avec la roue sur une coupe orthogonale à la direction du rail. Le profil longitudinal est défini comme étant la variation de hauteur du point de contact rail - roue par rapport à une référence le long de l'axe du rail. L'usure des rails apparaît a) sur leur profil transversal, auquel cas il s'agit d'une usure par frottement du bord des roues sur le rail (principalement dans les virages), ou par fluage du rail si des charges excessives sont mises en circulation; b) sur leur profil longitudinal, formant des ondulations dont l'amplitude s'amplifie à chaque passage de convois ferroviaires (principalement dans les zones d'accélération et de décélération). La correction des profils transversaux et longitudinaux est primordiale pour la sécurité du trafic ferroviaire (tenue, adhérence, guidage etc.), pour réduire les frais d'entretien des voies (moins les profils sont usés et moins ils s'usent), et enfin pour réduire les problèmes vibratoires (perte d'énergie à la traction, réduction des bruits émis par le passage d'un convoi, augmentation du confort des passagers).
Le système de mesure développé est utilisé pour déterminer les profils transversaux et longitudinaux sur le train qui réalise la correction des rails par meulage. Il indique au chef de train les zones et l'intensité du meulage. Ce système est constitué de cinq sous-système : détermination des profils transversaux par laser (KLD), comparaison et gestion des mesures de profils transversaux (MPT), détermination des profils longitudinaux par capteurs mécaniques de hauteur positionnés sur un chariot roulant (MPL), d'un superviseur et d'un banc de test et d'étalonnage.
Objectifs
Comme dans tout projets d'ingénierie, l'objectif primordial est d'obtenir le plus grand nombre de fonctionnalités fiables pour un investissement minimum. Le contexte industriel impose de plus des critères de fiabilité impitoyables et des temps d'immobilisation, donc de dépannage, minimums. Ainsi, en un seul développement, plusieurs sous systèmes pseudo-indépendants et inter-communicants ont été mis au point en utilisant les solutions proposées par National Instrument.
Module de mesure longitudinale, MPL
Ce sous système intègre l'acquisition des hauteur mesurées par les capteurs en contact avec les rails, traite les données pour afficher les informations utiles au chef de train, les enregistre, puis les regénère sur un traceur afin d'avoir une copie papier des mesures. Ce système doit pouvoir être autonome, imprimer des données venant d'un autre sous-système identique, ou fonctionner avec le superviseur. Ce module n'a ni écran de sortie ni clavier.
Module de mesure transversale, MPT
Ce sous système est composé du système laser et du système de gestion MPT. Le MPT reçoit les données d'un capteur de mesure de profil et les compare à des profils de référence enregistrés dans une bibliothèque afin d'indiquer quelles sont les meules à utiliser (et à quelle profondeur) pour corriger le profil. Il imprime ensuite les profils transversaux sur une imprimante. Ce système doit également pouvoir être autonome ou fonctionner avec le superviseur.
Module de supervision
Ce sous système permet de configurer les modules MPL et MPT, d'afficher leurs mesures "à la volée", éventuellement de superviser d'autres systèmes présents sur le train. Il doit pouvoir être arrêté sans perturber le fonctionnement des deux sous systèmes.
Article publié dans la revue Mesures (novembre 2005)
Article publié dans la revue Mesures (octobre 2011)
