Considérant la voie, le cycle de vie d’un rail démarre lors de sa pose sur la voie. De nos jours, il existe différentes qualités optimisées de rails pouvant augmenter de manière significative leur durée de vie selon les conditions d’utilisation. Il est donc possible de sélectionner la qualité de rail adaptée avant son montage, le fondement permettant d’obtenir la durée de vie maximale. Afin de poser les rails sur la voie, ceux-ci doivent tout d’abord être acheminés jusqu’au chantier, déchargés et installés. La technologie d’assemblage, qui fait partie intégrante de l’installation (par ex. soudage par étincelage), revêt une grande importance. L’attache de rail ne doit pas céder prématurément mais elle doit présenter la même durée de vie (et les mêmes propriétés) que le rail. Lorsqu’ils sont installés en voie, cette nouvelle pose doit alors être traitée dans de courts délais. Ce traitement consiste à décalaminer le rail (c’est-à-dire éliminer les traces de laminage apparaissant à la production des rails), majoritairement par meulage, éliminer divers défauts de surface (dus au transport et à la pose) et le profil du rail est ajusté en cas de besoin. On crée ainsi un état du rail idéal et sans défaut permettant « le lancement ».

Relevé de l’état du rail sur la base de données complètes

Le cycle de vie effectif démarre à compter du premier passage de train. Selon les contraintes exercées, des dommages apparaissent sur le rail après écoulement d’une certaine période et qui se traduisent par des déformations plastiques, de l’usure, de la fatigue du contact de roulement (par ex. fissures) et des dommages thermiques. Des défauts dûs à la fatigue peuvent également apparaître à l’intérieur du rail. Ces dommages réduisent la durée de vie du rail et nécessitent une optimisation adéquate. Avant de pouvoir prendre les mesures appropriées, l’état des rails doit être relevé à intervalles réguliers. Cela comprend la mesure des profils transversal et longitudinal, la détection de l’état de la surface (fissures, effets de surface, traces de laminage) par le moyen d’analyses vidéo, la détermination de la profondeur des dommages de surface (par ex. par le moyen du contrôle par flux magnétique de dispersion ou du courant de Foucault) et le relevé des éventuels défauts intérieurs par contrôle à ultrasons. En outre, il convient de prendre en compte les données de la voie et des véhicules de travaux provenant d’autres sources (par ex. machines de construction de voie, données générales des véhicules, données GIS, etc.) et de les corréler. L’évaluation intelligente et la représentation aisée pour l’utilisateur des données sont ici d’une grande importance, car cela permet d’en déduire les mesures adaptées permettant de maximiser la vie du rail (gestion des données).

Mesures visant à l’optimisation du cycle de vie du rail

La Fig. 2 présente les mesures possibles permettant d’optimiser le système. Les profils ajustés des rails et des roues réduisent les tensions au niveau du contact roue/rail, une géométrie optimale de la voie réduit les forces dynamiques agissant sur les rails et la gestion des frictions (lubrification des flancs, conditionnement de la table de roulement et nettoyage du rail) réduisent l’usure et l’apparition de fissures. Toutes ces mesures ont pour but de retarder l’apparition de dommages sur le rail. L’unique mesure permettant non seulement de retarder les dommages existants mais également de les éliminer est le traitement des rails. En raison du tournant démographique, les exploitants des chemins de fer ne disposent souvent pas (ou plus) des ressources nécessaires afin de réaliser eux-mêmes une optimisation du système, c’est pourquoi ils doivent avoir recours à des prestataires spécialisés.

Mesure – planification – entretien – mesure

Le traitement effectif des rails est réalisé par le moyen de la technologie de meulage et de fraisage. Le meulage des rails convient particulièrement pour les stratégies préventives à moyennement correctives, le fraisage des rails peut déployer ses atouts pour les stratégies correctives et régénératives. Par ailleurs, il existe des technologies utilisant des meules à oscillation ou des patins de meulage, utilisés en premier lieu pour les stratégies préventives dans les zones urbaines. En outre, le meulage périphérique peut parfois être utilisé avec des meules à commande active ou passive pour une utilisation préventive. Après avoir réalisé le traitement des rails, on utilise la technologie de mesure précédemment citée (intégrée à une machine ou en tant que système manuel) à des fins de contrôle qualité. Ces mesures servent également de point de départ de la planification des mesures d’entretien futures. Dans un second temps, sont réalisées la mesure, la planification, l’entretien, la mesure (circuit d’optimisation) selon une succession continue. Sur la base de ces analyses complètes, un audit du système est également réalisé régulièrement afin de reconnaître précocement diverses modifications et d’adapter en cas de besoin les mesures et les stratégies. Lorsque la limite d’usure (ou limite d’endommagement) des rails est atteinte, ceux-ci sont déposés et recyclés. Cette dernière étape marque la fin du cycle de vie.

Solutions de rail pensées de bout en bout

Avec des entreprises-partenaires, Plasser & Theurer propose une série de produits et prestations couvrant quasiment l’ensemble du cycle de vie du rail (Fig. 3).

Fin 2023, une initiative transverse qui s’est emparé de la thématique du « rail » de manière plus approfondie a vu le jour. Son objectif est de démontrer les potentiels présents et futurs au sein de ce groupe (achevé), d’encourager la coopération au-delà du groupe (en cours) et de coordonner à l’avenir également les activités.

En raison du portefeuille complet du groupe et du potentiel remarquable du marché, l’observation complète du cycle de vie du rail sera à l’avenir encore plus au centre des attentions. L’objectif est ici une fois de plus d’atteindre des capacités plus élevées ainsi qu’une réduction des coûts d’entretien.