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La précision japonaise

Un renouvellement des rails en seulement quelques heures, un remplacement de traverses en un rien de temps : sur les lignes à grande vitesse japonaises, les intervalles travaux sont très courts. Les lignes ne sont pas fermées pour les travaux de maintenance. Cela entraîne des exigences particulièrement élevées pour le personnel intervenant, leurs machines et les concepteurs.



Le tempo et la perfection comme prévu

Le Japon est un cas d’école en termes de vitesse et de précision dans le secteur ferroviaire. Nulle part ailleurs dans le monde, la vitesse et la ponctualité sont prises autant au sérieux dans le système ferroviaire. Entre 6 heures et minuit, ce sont 270 000 personnes en moyenne qui sont transportées tous les jours sur la ligne Tōhoku-Shinkansen. La même ponctualité et la même fiabilité sont exigées pour les travaux de maintenance de l’infrastructure. Pour la maintenance de la ligne, un intervalle est prévu de minuit à 5 heures. En raison des temps d’acheminement parfois élevés des engins de maintenance, l’intervalle travaux effectif pour le renouvellement des rails n’est en réalité que de 150 minutes.

Avant que le premier train à grande vitesse ne soit mis en service, la ligne complète est passée au peigne fin par des engins d’inspection à la recherche d’outils abandonnés sur place ou d’autres objets qui n’ont rien à y faire. Les zones à basse vitesse et les limitations temporaires de vitesse ne sont pas une option envisageable sur la ligne du Shinkansen. La perfection comme prévue, même pour la maintenance, pour le remplacement des rails ou des traverses.

Rail Exchange System REX-S

La meilleure planification et une excellente réalisation technologique sont exigées. Fin 2016, Plasser & Theurer a livré, après deux ans de développement et de construction, le système de remplacement de rails REX-S 1200 en collaboration avec l’entreprise-partenaire locale Nippon Plasser et la Société ROBEL Bahnbaumaschinen GmbH (Freilassing, Allemagne). Il s’agit pour l’heure d’une combinaison unique en son genre pour le transport, la dépose et le soudage des rails. Le remplacement complet des rails durant cet intervalle-travaux court n’étant pas possible, des rails de 150 m de long sont déposés au préalable puis l’engin de soudage par étincelage-forgeage mobile APT 1500 RA débute ses travaux de soudage sur une longueur allant jusqu’à deux fois 1 200 m. Les rails sont également meulés et fixés. L’échange du matériel déposé avec le matériel neuf par deux engins de permutation du REX-S en l’espace de 30 minutes et la soudure terminale, une nouvelle fois avec le robot de soudage de l’APT 1500 RA, sont réalisés au cours d’un second intervalle nocturne.

Actuellement a lieu le premier renouvellement des rails depuis la mise en service en juin 1982 de la ligne Tōhoku-Shinkansen appartenant à la Société East Japan Railway Company (JR East). Les travaux ont débuté en février 2017 et devraient durer jusqu’en 2026. Grâce au REX-S, la longueur des zones à traiter la nuit a été quadruplée. Dans le même temps, le temps de soudage par soudure a diminué, passant de 40 à environ 6 minutes.

L’ensemble de machines REX-S pour les voies à écartement normal de 1 435 mm se compose d’un véhicule tracteur, d’un train de chargement et de déchargement de rails modifié (ROBEL SILAD) pour des rails de 20 à 150 m de longueur, de deux wagons de dépose et d’échange des rails ainsi que d’un engin de soudage APT 1500 RA dans une conception légère. Toutes les machines se rendent conjointement sur le chantier. Leurs dimensions étaient soumises à des limites de conception : la longueur totale du REX-S ne pouvait pas dépasser 230 m en raison de l’espace disponible dans les dépôts. La charge à l’essieu est limitée à 15 t et la distance maximale entre les pivots de bogie à 14,4 m.

Aussi sur les voies à écartement réduit

Plasser & Theurer a également livré en 2015 une seconde APT 1500 RA pour les voies à faible écartement du pays (1 067 mm) à la Société JR Kyushu. Les exigences en termes d’intervalles travaux n’étaient pas aussi extrêmes qu’avec JR East sur les lignes du Shinkansen, mais les exigences technologiques restaient comparables. Avant de pouvoir introduire cette nouvelle méthode de soudage par étincelage-forgeage électrique, nouvelle pour le Japon, des preuves complètes de qualité devaient être fournies. Traditionnellement au Japon, les soudures sont réalisées en pressant les abouts de rails, préalablement chauffés au chalumeau, l’un contre l’autre. La zone affectée thermiquement dans les rails est plus importante. Les tests préalables nécessaires pour faire la preuve du niveau de qualité élevé et constant du soudage par étincelage-forgeage ont été réalisés en Autriche avec des rails venus spécialement du Japon. L’Institut japonais Railway Technical Research Institute (RTRI) a contrôlé les résultats. Une seconde preuve concernait les soudures terminales nécessaires lors du remplacement de rails. Un banc d’essais dédié a ainsi été mis en place dans notre atelier.

Le remplacement des traverses sans renouvellement des rails

Sur la ligne JR East, les rails sont à renouveller ; sur la ligne JR West, ce sont les traverses qui doivent être remplacées. Pour cela, Plasser & Theurer a livré un engin spécifique au Japon en 2015. Le train de remplacement de traverses SES 170 échange les anciennes traverses avec les nouvelles en 20 secondes, sans écarter ni couper les rails. Tout d’abord, après les travaux préparatoires tels que le détirefonnage des attaches de rails, le ballast est aspiré et les anciennes traverses sont tournées sous le rail avant d’être retirées. Avant de poser les nouvelles traverses, le lit de ballast est nivelé. Le problème : les traverses sont nettement plus grandes et plus lourdes que les traverses courantes en Europe et leur travelage est serré. De plus, il en existe deux types : avec ou sans passage de câbles. Un portique sur le SES 170 achemine le matériel neuf et amène les anciennes traverses jusqu’à la dépose. Sur la machine sont installées trois tables de rotation des traverses, à proximité de la zone de pose. Le SES, qui remet en voie le ballast aspiré de manière ciblée, est suivi d’une bourreuse et d’une régaleuse de ballast pour la finalisation de la voie.


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