L’Agence finlandaise des transports souhaite améliorer la sécurité du trafic ferroviaire, réduire les nuisances environnementales et réduire les coûts de maintenance grâce au système de mesure automatique Tamtron Scalex Wild.

Les vitesses élevées, les charges lourdes et les conditions météorologiques difficiles sont dures pour les roues des équipements ferroviaires. Par exemple, ils peuvent développer des méplats dus à des freins bloqués, ce qui entraîne une usure irrégulière de la roue et endommage le matériel roulant et les rails. Les défauts matériels ou la fatigue de l’acier peuvent également entraîner le détachement de pièces de la roue.

“Un méplat sur la surface de roulement d’une roue heurte le rail à chaque révolution et les roulements de roue sont également soumis à une force équivalente. Lorsque cela dure assez longtemps, les roulements commencent à casser et finissent par se coincer. Au final, l’essieu peut casser et faire dérailler le train”, explique Seppo Mäkitupa, responsable de l’unité ferroviaire à l’Agence finlandaise des transports.

En Finlande, l’Agence finlandaise des transports 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’environ trois mètres de circonférence présente un méplat, le défaut heurtera le rail tous les trois mètres. À des températures extrêmement basses, le rail développe des contraintes si élevées que lorsqu’un méplat frappe, le rail peut même se rompre, ce qui peut entraîner des défaillances des équipements de sécurité, des perturbations de la circulation et des accidents. Des roues de train défectueuses causent également des nuisances environnementales. Ils provoquent des bruits de roulement et des vibrations au sol qui dérangent les riverains de la voie ferrée.

DÉTECTION DE DÉFAUT PAR L’OREILLE

“Auparavant, nous essayions de détecter les défauts des roues des trains en écoutant le bruit des trains qui passaient. Chaque fois qu’un train passait devant la gare, l’une des tâches du personnel était d’écouter les roues et les bruits qu’elles faisaient. C’était peut-être un peu laborieux, mais nous avons quand même trouvé quelques défauts. Au fil des ans, cependant, les gares ont été fermées et le personnel réduit, nous devions donc automatiser la détection des défauts de roue à l’aide d’équipements installés sur les voies”, explique Mäkitupa.

Il y avait aussi des contrôles ponctuels des roues des trains à l’arrêt. Cependant, il était impossible d’inspecter la roue entière car la majeure partie est cachée derrière la structure du frein ou du bogie ou contre les chenilles. L’ovalisation ne pouvait être détectée qu’en effectuant des mesures à l’atelier de réparation, ce qui rendait les inspections lentes et coûteuses.

Scalex Wild détecte 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 finlandaise des transports a testé les systèmes de mesure de trois fournisseurs différents pour la détection d’appartement sur la ligne principale au sud d’Oulu et a opté pour la solution finlandaise développée par Tamtron. Elle a commandé pour son utilisation un total de 16 systèmes de mesure Tamtron Scalex Wild, dont 12 ont été installés sur des lignes de chemin de fer et quatre aux passages frontaliers 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 de train 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 tours complets.

“Le système mesure automatiquement chaque équipement traversant, 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 finlandaise des transports. 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 crevées ou des wagons surchargés, le problème est résolu rapidement. Les dommages matériels dus aux méplats et autres défauts des roues peuvent être évités en arrêtant les wagons défectueux avant que des dommages plus importants ne se produisent.

Au début, aucune valeur limite n’était utilisée et le système ne recueillait 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 roue les plus préjudiciables au chemin de fer et au matériel. 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, beaucoup de choses se sont améliorées en ce qui concerne l’état du réseau et des équipements ferroviaires.

“Le système est impartial et de qualité uniforme par rapport à la tentative de détection des défauts à l’oreille dans les gares. Il nous donne des valeurs numériques sans ambiguïté et des graphiques de force clairs que nous pouvons utiliser pour vérifier l’état de la roue, si nécessaire”, explique Mäkitupa.

Les essieux ne se sont plus cassés en raison de défauts de roulement causés par des roues à plat, ce qui a accru la sécurité du trafic ferroviaire.

L’état des roues des équipements ferroviaires s’est amélioré depuis l’utilisation des résultats de mesure dans leur maintenance. En utilisant les étiquettes RFID du matériel roulant, l’historique de déplacement d’une roue individuelle peut être surveillé à différents moments et à différents endroits, et il peut être observé comment les défauts de roue se développent. Les défauts de roue naissants peuvent être traités beaucoup plus tôt qu’auparavant. Les essieux ne se sont plus cassés en raison de défauts de roulement causés par des roues à plat, ce qui a accru la sécurité du trafic ferroviaire. Il y a également moins de bruit de roulement et de vibrations au sol causés 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 salué les économies évidentes que le système leur a apportées.

“Les roues n’ont pas besoin d’être mises au rebut aussi souvent et peuvent être remodelées avec un tour. C’est une situation gagnant-gagnant pour l’opérateur du réseau ferroviaire et les sous-traitants du trafic”, déclare Mäkitupa.

COOPÉRATION FLUIDE DÈS LE DÉBUT

L’Agence finlandaise des transports et son prédécesseur, l’Administration ferroviaire finlandaise, travaillent avec Tamtron depuis le début du 21e siècle. Les essais pratiques nécessaires au développement des détecteurs de charge d’impact de roue ont été – et sont encore aujourd’hui – effectués avec un dispositif d’essai installé dans le réseau ferroviaire de l’État.

“La coopération avec le personnel dévoué et compétent de Tamtron a été extrêmement fluide depuis le début des tests. L’Agence finlandaise des transports apprécie particulièrement la pertinence du système Scalex Wild, l’approche active du fournisseur face aux situations problématiques, la disponibilité du service et de la maintenance dans des délais courts, l’excellente joignabilité des interlocuteurs et la fluidité des communications en général”, déclare Mäkitupa.

Le réseau d’équipements est maintenant presque complet et l’Agence finlandaise des transports soutiendra le développement du système de mesure pour répondre encore mieux aux besoins opérationnels.

Product Manager
Tuomas Jussila
Tel. +358 40 587 4011
tuomas.jussila@tamtron.fi

En savoir plus sur l'industrie