Balayage laser des roues à 140 km/h ? Les NS et ProRail sont à l’avant-garde de la recherche sur le profilage des roues en mouvement

Mesurer le profil des roues alors qu’un train passe à grande vitesse ? C’est l’objectif d’un nouveau projet pilote lancé par l’opérateur public néerlandais NS et le gestionnaire ferroviaire ProRail. Grâce à cette technologie, les deux entreprises veulent changer radicalement la façon dont les roues sont entretenues. « Prédire l’usure devient beaucoup plus facile lorsque l’on dispose d’un plus grand nombre de mesures.

« Il faut imaginer qu’il y a une sorte de lecteur de code-barres intégré dans la voie », explique Jeroen Wegdam. « Vous pouvez vraiment voir le faisceau laser, poursuit-il, qui s’allume chaque fois qu’une roue passe. Jeroen Wegdam est spécialiste des aiguillages chez ProRail et travaille à l’analyse des données. Il participe également à Camino Rail, un projet commun entre ProRail et NS visant à tester de nouvelles méthodes de surveillance des trains et des voies.

Le système décrit par M. Wegdam vise à scanner les roues en coupe transversale et à détecter une usure précoce ou anormale. « Le profil des roues est très important », explique-t-il. « Les trains n’ont pas de volant. C’est pourquoi nous avons des roues et des rails. Cette interaction détermine la manière dont le train est guidé sur la voie. Chaque fois qu’un train roule, la voie et les roues s’usent un peu ».

Le NS surveille déjà l’usure de la bande de roulement des roues pendant l’exploitation, à l’aide d’un système appelé Quo Vadis, qui est intégré dans la voie à plusieurs endroits. Toutefois, il n’existe actuellement aucun système permettant de contrôler le profil transversal pendant que les trains circulent. Pour cela, la NS s’appuie toujours sur des mesures manuelles en atelier, effectuées tous les trois mois dans le cadre de la maintenance régulière.

Avec ce nouveau projet pilote, NS et ProRail veulent changer cela. Ils attendent de nombreux avantages de la réalisation de mesures le long des voies. Tout d’abord, le travail en atelier pourrait être plus rapide. « Il n’est plus nécessaire d’arrêter complètement le train dans l’atelier et de perdre un temps précieux », explique M. Wegdam. « Il suffit de mesurer le train pendant qu’il effectue le travail pour lequel il a été commandé.

De nombreux avantages

Un autre avantage est que le système, une fois mis en œuvre sur l’ensemble du réseau ferroviaire principal, collecterait des données en continu. Cela permettrait d’obtenir beaucoup plus d’informations sur l’usure des roues que les contrôles périodiques actuels. NS et ProRail espèrent que cela leur permettra de passer à la maintenance conditionnelle, c’est-à-dire de savoir exactement quand une intervention est nécessaire et d’adapter la maintenance en conséquence.

Les personnes concernées voient également des opportunités du côté de l’infrastructure. « Cela permet de mieux concevoir l’infrastructure en amont », explique M. Wegdam. Cela pourrait à son tour réduire les défaillances. « Par exemple, si vous constatez que 99 % des roues ont une certaine forme, vous devriez peut-être adapter la conception de vos aiguillages en conséquence », note-t-il. Et cela, ajoute-t-il, profiterait également au matériel roulant.

Selon Paul Kootwijk, collègue de Wegdam et responsable du programme d’innovation chez ProRail, d’autres opérateurs que la NS pourraient également bénéficier des informations fournies par le système, en particulier les entreprises qui manquent actuellement de données détaillées. « Certaines roues de train peuvent s’user plus tôt que les opérateurs ne le pensent », pense-t-il. « Si vous les entretenez un peu plus tôt, vous pouvez éviter d’endommager la voie ferrée.

Vibrations et bruit

Mais ce n’est pas si simple. Surtout lorsqu’il s’agit de scanner les trains non seulement à faible vitesse, mais aussi jusqu’à 140 kilomètres à l’heure, ce qui est désormais l’objectif. « C’est plus difficile non seulement en termes de synchronisation – parce que la roue arrive et passe plus rapidement – mais aussi parce que le train génère plus de vibrations à cette vitesse. Cela peut provoquer du bruit, et le système doit être capable de le gérer. »

Comme il s’agit d’un nouveau concept pour les chemins de fer néerlandais, NS et ProRail ont réalisé une étude de marché l’année dernière, explique Inge Kalsbeek, ingénieur en développement de la maintenance chez NS. « Nous voulions bien sûr savoir s’il existait sur le marché des systèmes capables d’effectuer des mesures précises à grande vitesse. Cette enquête a montré que c’était tout à fait possible. Elle nous a confirmé que nous étions sur la bonne voie ».

Cette étude a débouché sur un projet pilote, actuellement mené à Weesp, sur un site où les trains passent en direction d’un atelier. Cela permet de comparer les données du projet pilote avec les mesures de l’atelier. « De cette manière, nous pouvons voir à quel point le système est efficace », explique M. Kootwijk, « par rapport aux contrôles existants. Et aussi ce qu’il nous apporte, à savoir si nous obtenons vraiment de nouvelles informations sur l’état des roues. »

Du jugement à la prévision

Si le système fonctionne comme prévu, il est prévu de mettre en place un réseau de surveillance à l’échelle nationale. Mais alors que le projet pilote est encore en cours, les parties prenantes sont particulièrement impatientes de voir les résultats. « Je pense que ce système pourrait apporter une contribution majeure », déclare M. Kalsbeek. « Les roues sont un élément extrêmement important, surtout si l’on tient compte des coûts de maintenance.

Ce serait un excellent complément à ce que nous faisons au sein de Camino Rail dans le domaine de ce que nous appelons la « maintenance de classe mondiale » », ajoute M. Wegdam. « Si le système répond aux attentes, nous ferons un grand pas en avant dans la manière dont nous prolongeons la durée de vie de notre matériel roulant et dont nous prévenons les défauts majeurs. Ensemble, nous continuons à progresser vers la maintenance conditionnelle ».

« J’ai surtout hâte de recevoir une grande quantité de données », déclare M. Kootwijk. Il espère que les résultats seront suffisamment prometteurs pour permettre à terme une maintenance prédictive, c’est-à-dire la possibilité de prévoir à l’avance le moment où la maintenance sera nécessaire. À l’échelle internationale, de nombreuses entreprises ferroviaires considèrent qu’il s’agit là de l’avenir de la gestion des actifs. « En tout état de cause, il devient beaucoup plus facile de prévoir si l’on dispose soudain d’un plus grand nombre de mesures.

Cet article a été publié à l’origine dans SpoorPro, la publication sœur de RailTech.

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