L’Agence des Transports Finnois souhaite améliorer la sécurité du trafic ferroviaire, réduire les nuisances environnementales et diminuer les coûts de maintenance avec le système de mesure automatique Tamtron Scalex Wild.
Les vitesses élevées, les charges lourdes et les conditions météorologiques difficiles mettent à rude épreuve les roues des équipements ferroviaires. Par exemple, elles peuvent développer des plats dus à des freins bloqués, ce qui rend l’usure de la roue irrégulière et cause des dommages au matériel roulant et aux rails. Des défauts matériels ou de la fatigue de l’acier peuvent également provoquer le détachement de morceaux de la roue.
« Un plat sur la surface de roulement d’une roue frappe le rail à chaque révolution et les roulements de roue subissent également une force équivalente. Lorsque cela dure assez longtemps, les roulements commencent à se casser et finissent par se bloquer. En fin de compte, l’essieu peut se casser et faire dérailler le train », explique Seppo Mäkitupa, responsable de l’unité ferroviaire à l’Agence des Transports Finnois.
En Finlande, l’Agence des Transports Finnois est responsable de l’entretien, de la maintenance et du développement du réseau ferroviaire. Son devoir est de maintenir le réseau ferroviaire en bon état afin d’assurer un transport sûr et efficace.
Si une roue d’un circonférence d’environ trois mètres a un plat, le défaut frappera le rail une fois tous les trois mètres. À des températures extrêmement basses, le rail développe des contraintes si élevées que lorsqu’un plat frappe, le rail peut même se casser, ce qui peut entraîner des défaillances des équipements de sécurité, des perturbations du trafic et des accidents. Les roues de train défectueuses causent également des nuisances environnementales. Elles provoquent des bruits de roulement et des vibrations du sol qui dérangent les personnes vivant près de la voie ferrée.
Détection des défauts à l’oreille
« Auparavant, nous essayions de détecter les défauts des roues de train en écoutant le bruit des trains qui passent. Chaque fois qu’un train passait la gare, l’une des tâches du personnel était d’écouter les roues et les bruits qu’elles produisaient. Peut-être que c’était un peu laborieux, mais nous trouvions tout de même quelques défauts à l’époque. Au fil des ans, cependant, les gares ont été fermées et le personnel réduit, donc nous devions automatiser la détection des défauts de roues à l’aide d’équipements installés sur les voies », déclare Mäkitupa.
Il y avait également des contrôles ponctuels des roues des trains stationnaires. Cependant, il était impossible d’inspecter l’ensemble de la roue car la plupart d’elle est cachée derrière la structure de frein ou de bogie ou contre les rails. L’irrégularité ne pouvait être détectée qu’en effectuant des mesures à l’atelier de réparation, ce qui rendait les inspections lentes et coûteuses.
« Les Scales Wild détectent les défauts des roues en surveillant les forces entre les rails et les roues en temps réel. »
Solution par un système de mesure automatique
En 2010-2011, l’Agence des Transports Finnois a testé trois systèmes de mesure de différents fournisseurs pour la détection de plats sur la ligne principale au sud d’Oulu et a décidé d’opter pour la solution finlandaise développée par Tamtron. Elle a commandé un total de 16 systèmes de mesure Tamtron Scalex Wild, dont 12 ont été installés sur des lignes ferroviaires et quatre aux points de passage à la frontière russe.
Scalex Wild détecte les défauts des roues en surveillant les forces entre les rails et les roues en temps réel. Il sert également de balance pour trains qui pèse chaque essieu, bogie et wagon et réagit également aux erreurs de chargement. La mesure est possible à des vitesses de ligne, avec une vitesse de train de 20 à 250 km/h. Scalex Wild a une fréquence de mesure très élevée, et le résultat est fiable car les charges d’impact des roues sont surveillées pendant deux révolutions complètes.
« Le système mesure automatiquement chaque unité de matériel roulant, ou moteur et wagon. Chaque fois qu’un train arrive, le système s’active, le mesure et envoie les données de mesure à la salle de contrôle technique de l’Agence des Transports Finnois. Là, les données sont traitées et transmises à l’unité de maintenance du matériel roulant », explique Mäkitupa.
Si la salle de contrôle remarque quelque chose d’anormal dans les données de mesure, comme des roues plates ou des wagons surchargés, le problème est traité rapidement. Les dommages aux équipements dus à des plats et autres défauts de roues peuvent être évités en stoppant les wagons défectueux avant que des dommages plus importants ne surviennent.
Au début, aucune valeur limite n’était utilisée et le système ne collectait que des données de mesure. Après la mesure d’environ cinq millions d’essieux, des valeurs limites ont été définies afin d’éliminer les défauts de roues les plus nuisibles pour le chemin de fer et les équipements. Avec l’augmentation du nombre d’équipements et de données, l’utilisation de valeurs limites a permis d’améliorer l’état des roues, et il a été possible d’adopter de nouvelles valeurs limites légèrement inférieures.
Les roues restent en meilleur état
Depuis l’adoption du système de mesure Scalex Wild, de nombreuses choses se sont améliorées concernant l’état du réseau ferroviaire et des équipements.
« Le système est impartial et de qualité uniforme par rapport à la détection des défauts à l’oreille dans les gares. Il nous fournit des valeurs numériques sans ambiguïté et des graphiques de force clairs que nous pouvons utiliser pour vérifier l’état de la roue, si nécessaire », déclare Mäkitupa.
Les essieux ne se sont plus cassés à cause de défauts de roulement causés par des roues plates, ce qui a augmenté la sécurité du trafic ferroviaire.
L’état des roues des équipements ferroviaires s’est amélioré depuis que l’utilisation des résultats de mesure dans leur maintenance a commencé. En utilisant les étiquettes RFID du matériel roulant, l’historique de voyage d’une roue individuelle peut être suivi à différents moments et à différents endroits, et il peut être observé comment les défauts de roues se développent. Les défauts de roues naissants peuvent être traités beaucoup plus tôt qu’auparavant. Les essieux ne se sont plus cassés à cause de défauts de roulement causés par des roues plates, ce qui a augmenté la sécurité du trafic ferroviaire. Il y a également moins de bruit de roulement et de vibrations du sol causées à proximité de la voie ferrée.
Selon Mäkitupa, un suivi sur une plus longue période est nécessaire pour estimer les économies réalisées. VR et l’opérateur ferroviaire de fret Fenniarail ont déjà loué les économies claires que le système leur a apportées.
« Les roues n’ont plus besoin d’être mises au rebut aussi souvent et peuvent plutôt être reformées avec un tour. C’est une situation gagnant-gagnant pour l’opérateur du réseau ferroviaire et les entrepreneurs de trafic », déclare Mäkitupa.
Coopération fluide dès le départ
L’Agence des Transports Finnois et son prédécesseur, l’Administration Ferroviaire Finnoise, collaborent avec Tamtron depuis le début du 21ème siècle. Les essais pratiques nécessaires au développement des détecteurs de charges d’impact des roues ont été – et sont aujourd’hui – réalisés avec un dispositif de test installé dans le réseau ferroviaire de l’État.
« La coopération avec le personnel dédié et compétent de Tamtron a été extrêmement fluide depuis le début des tests. L’Agence des Transports Finnois apprécie particulièrement l’adéquation du système Scalex Wild, l’approche active du fournisseur face aux situations problématiques, la disponibilité du service et de la maintenance à court terme, l’excellente accessibilité des personnes de contact et la fluidité des communications en général », déclare Mäkitupa.
Le réseau d’équipements est désormais presque complet, et l’Agence des Transports Finnois soutiendra le développement du système de mesure pour répondre encore mieux aux besoins opérationnels.
