SECURITEDES " CRASHS " FERROVIAIRES SUR COMMANDEL'Université de Valenciennes inaugure un banc de test pour les collisions ferroviaires. Un outil précieux, à l'heure où les trains font l'objet de consignes de sécurité de plus en plus sévères.

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DES " CRASHS " FERROVIAIRES SUR COMMANDE

L'Université de Valenciennes inaugure un banc de test pour les collisions ferroviaires. Un outil précieux, à l'heure où les trains font l'objet de consignes de sécurité de plus en plus sévères.



Le 27 juin 1988, deux trains se percutent en gare de Lyon, à Paris. Bilan : 56 morts. Trois mois plus tard, deux personnes décèdent lors d'une collision entre un TGV lancé à 110 kilomètres-heure et un camion immobilisé sur un passage à niveau. Traumatisée, la SNCF reconsidère sa politique en matière de sécurité ferroviaire. Auparavant, la signalisation ou les dispositifs de détection sur la voie - autrement dit, la sécurité active - monopolisaient l'attention des spécialistes. Depuis, des études ont été lancées pour améliorer la résistance des trains aux chocs, c'est-à-dire la sécurité passive. La catapulte, inaugurée cette semaine au Laboratoire d'automatique et de mécanique industrielles et humaines (Lamih) de l'Université de Valenciennes, témoigne de cet effort. Sur ce banc d'essai, unique en France, des modèles réduits de train (échelle 1/2 ou 1/4) s'écraseront contre un mur de 420 tonnes au terme d'une course de 55 mètres.

Une kyrielle de données traitée par un Cray

Les véhicules cobayes, qui pèsent jusqu'à 2 tonnes, sont propulsés par un chariot et peuvent atteindre 70 kilomètres-heure. " Des vitesses supérieures ne sont pas nécessaires dans la mesure où la grande majorité des accidents ferroviaires se produisent à vitesse réduite, lors d'une arrivée en gare ou sur un passage à niveau ", explique Frédéric Dacheux, responsable du banc d'essai. Une multitude de capteurs (accéléromètres, jauges de contrainte pour les déformations et capteurs d'effort) enregistrent le comportement des structures lors de l'écrasement, tandis que des caméras filment la scène à raison de 50 à 12 000 images par seconde. La kyrielle de données recueillies en un dixième de seconde est ensuite traitée par un super-calculateur Cray afin de remonter, par extrapolation, au comportement du train en vraie grandeur. Les ingénieurs peuvent ainsi observer la dissipation d'énergie du choc le long du véhicule, tester la résistance de la structure et vérifier le bon fonctionnement des dispositifs absorbeurs d'énergie. Ces tests dynamiques leur permettent également d'évaluer la validité de leurs modèles numériques. La méthode n'est certes pas révolutionnaire. Les constructeurs d'automobiles ont depuis longtemps recours aux " test-crashs ". " Mais, étant donné le prix d'un train, on ne peut pas s'amuser à en lancer vingt-cinq contre un mur ", plaisante Louis-Marie Cléon, chef du département " caisses et structures " de la SNCF et initiateur des programmes de recherche sur les collisions ferroviaires. C'est là tout l'avantage du modèle réduit. Alors qu'un test en grandeur nature se chiffre en millions, un essai à taille réduite coûte quelques dizaines de milliers de francs. Cent fois moins ! Malgré tout, les simulations ne sont pas encore suffisamment fiables pour s'affranchir, au final, d'un test à taille réelle. " Mais, les modèles gagnant en précision, nous pourrons à terme nous en passer ", remarque Louis-Marie Cléon. En renfort des essais sur modèles réduits, des tests sur les éléments de base du train en vraie grandeur sont également réalisés. Une discipline que l'on pratique à Valenciennes ainsi qu'au laboratoire Eurocrash de l'Ecole centrale de Nantes. La catapulte bretonne fonctionne grâce à une décharge de gaz qui propulse les pièces à 1 mètre de distance. Mise en service en 1992, la cible nantaise a essuyé un an plus tard ses premiers tirs ferroviaires. Des centaines de pièces du TGV Duplex (à deux niveaux) ont pu ainsi être testées. " Le Duplex a été le premier train à subir ce traitement de choc ", relate Louis-Marie Cléon. Depuis ces tirs inauguraux, les tests ferroviaires se sont multi- pliés. Car les consignes de sécurité se durcissent. " Aujourd'hui, les cahiers des charges comprennent systématiquement des spécifications sur la résistance à la collision ", expose Bruno Marguet, responsable " études " chez GEC-Alsthom, partenaire du projet valenciennois. Par exemple, la rame automotrice qui équipera Eole devra résister, sans déformations, à des collisions à 18 kilomètres-heure. Dès lors, les essais dynamiques deviennent incontournables. Et ce, dès la phase de conception, de manière à éviter une surprise désagréable et fort coûteuse au moment de la livraison. Corinne Ménard



Du matériel de plus en plus résistant

Depuis le TGV Duplex, les ingénieurs ont revu et corrigé le dessin des voitures. " Des zones mortes, à l'arrière de la motrice et aux extrémités des remorques, ont été conçues. Ce sont elles qui se déforment en premier lieu au moment de la collision. Elles doivent dissiper au maximum l'énergie du choc ", explique Bernard Tritz, responsable de la validation structure chez De Dietrich Ferroviaire. Le nez des motrices TGV a été renforcé par des structures en nid-d'abeilles, matériau qui dissipe efficacement l'énergie. De plus, les voitures sont à présent dotées de dispositifs " anti-chevauchement ". L'attelage qui les relie est constitué d'une partie mâle et d'une partie femelle qui s'accouplent lors d'un choc violent et empêchent un déplacement vertical d'une voiture par rapport à l'autre. Un tampon placé entre les deux permet de dissiper l'énergie au début du choc. Les ingénieurs n'ont pas oublié que, lors de l'accident de la gare de Lyon, c'est le chevauchement de deux voitures qui avait été à l'origine du grand nombre de victimes.

USINE NOUVELLE N°2563

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