A meuleuse de rails (ou railgrinder) est un entretien des voies véhicule ou train utilisé pour restaurer le profil et éliminer les irrégularités des rails usés pistes pour prolonger sa durée de vie et améliorer la circulation des trains qui empruntent la voie. Les meuleuses de rails ont été développées pour augmenter la durée de vie des voies entretenues en raison de leur ondulation. Meulage des rails est un processus qui consiste à éliminer les déformations et la corrosion afin d'empêcher la déformation due à l'utilisation et au frottement sur les voies ferrées.^[1] Les voies ferrées qui sont utilisées en permanence sont plus susceptibles de présenter des ondulations et une usure générale. Les meuleuses de rails sont utilisées pour meuler les voies lorsqu'elles présentent des ondulations ou avant que celles-ci ne commencent à se former. Principales train de marchandises Les voies utilisent des meuleuses de rails pour l'entretien des voies en fonction du tonnage plutôt que du temps.^[2] Systèmes de transport en commun et métros Dans les grandes villes, on continue d'utiliser des procédés de meulage ferroviaire programmés pour lutter contre l'ondulation courante sur les voies très fréquentées. L'équipement de meulage ferroviaire peut être monté sur un seul véhicule automoteur ou sur un train de meulage ferroviaire dédié qui, lorsqu'il est utilisé sur un réseau étendu, peut comprendre des quartiers pour l'équipage. Les meules, qui peuvent être plus d'une centaine, sont réglées à des angles contrôlés afin de redonner à la voie son profil correct.

Ces machines sont utilisées en Amérique du Nord et en Europe depuis le début du XXe siècle. Elles sont fabriquées par des entreprises spécialisées dans la maintenance ferroviaire, qui peuvent également les exploiter dans le cadre de contrats.

Le début des années 2000 a été marqué par plusieurs avancées dans le domaine des technologies d'entretien ferroviaire, notamment l'introduction du reprofilage des voies par rail. broyage trains pour lesquels des avantages en termes de précision du profil et de qualité de la surface traitée sont revendiqués. Une deuxième technologie qui gagne en popularité en Europe, notamment en Allemagne, est meulage à grande vitesse. Bien qu'il ne puisse pas reprofilé les rails comme le font les trains de fraisage ou autres trains de meulage, sa vitesse de travail d'environ 80 km/h permet d'éliminer et de prévenir les défauts sans ou avec très peu d'impact sur le reste du trafic prévu.

La société ERICO fabrique des meuleuses et des perceuses portatives pour l'industrie ferroviaire, utilisées comme outils d'entretien des voies. ERICO utilise des moteurs Honda à quatre temps pour alimenter ses perceuses et meuleuses ferroviaires. Les meuleuses ferroviaires sont utilisées pour la préparation des rails avant la pose des attaches et servent d'outils polyvalents capables d'assurer la préparation, l'entretien et la réparation des rails.^[3]

L'indice de qualité de broyage (GQI) est un modèle logiciel utilisé pour mesurer la profil d'un rail. Cela permet de comparer le profil souhaité du rail au profil réel du rail. Le logiciel GQI utilise un équipement laser monté à l'avant et à l'arrière de la meuleuse de rails. L'utilisation d'un équipement laser sur les véhicules d'entretien des voies, tels que les meuleuses de rails, permet aux travailleurs et aux entrepreneurs de prendre des mesures précises du profil du rail avant et après le meulage. Le GQI est noté de 0 (faible priorité) à 100 (haute priorité). Le logiciel Grinding Quality Software est capable d'enregistrer et de documenter les mesures de manière indépendante et de fournir une note GQI pour chaque rail de la voie avant et après chaque passage de la meuleuse. L'avantage du logiciel GQI est qu'il permet de produire des rapports post-meulage qui peuvent être utilisés ultérieurement par les planificateurs pour aider à hiérarchiser et à surveiller les profils de meulage à l'avenir. Les rapports GQI fournissent également une analyse de la cohérence du profilage afin de déterminer si les opérations de meulage améliorent ou détériorent de manière constante le profil des rails. L'utilisation du logiciel GQI permet également de produire des évaluations précises de l'efficacité des meuleuses de rails en temps réel, ce qui permet de hiérarchiser les travaux de manière plus efficace et de les exécuter en temps voulu.^[4]

Dans le secteur ferroviaire, l'utilisation prolongée de véhicules d'entretien des voies lors de la maintenance et de la construction des voies présente des risques. L'un des risques courants est l'exposition prolongée à des niveaux excessifs de vibration transmise à l'ensemble du corps et exposition aux chocs sur les axes vertical et horizontal du lombaire colonne vertébrale et vertébral plaque terminale, ce qui peut entraîner des lésions médullaires et/ou des dommages à long terme aux vertèbres. structure. Le Conférence américaine des hygiénistes industriels gouvernementaux a proposé des seuils pour les vibrations transmises à l'ensemble du corps, certaines directives étant également basées sur les normes ISO-2631, mais aucun seuil d'exposition pour les véhicules d'entretien des voies n'a été largement publié ou appliqué. L'ACGIH-TLV limite les vibrations transmises à l'ensemble du corps à 8 heures maximum. Dans l'Union européenne, un modèle d'évaluation des risques (modèle VibRisk) pour les défaillances structurelles de la colonne lombaire dans le bas du dos a été proposé à la suite de recherches sur les risques liés aux vibrations. Le modèle VibRisk fournit des évaluations plus spécifiques des risques de rupture des plaques terminales vertébrales au niveau de chaque lombaire, en tenant compte de la posture du conducteur. En comparaison, les évaluations des risques utilisant le modèle VibRisk évaluent un risque plus élevé de rupture des plaques terminales vertébrales à différents niveaux lombaires que ne le suggèrent les normes ISO-2631 Partie 5. Le principal facteur pris en compte par le modèle VibRisk et qui fait défaut dans les normes ISO-2631 Partie 5 est la reconnaissance de la posture de l'opérateur comme facteur de stress supplémentaire lorsqu'il est exposé à des vibrations et à des chocs multiples.^[5]

Ondulation des rails ou rails rugissants est un type d'usure des rails qui se développe à partir des rails et des trains. essieu contact au fil du temps. Une fois ce processus enclenché, il s'aggrave de manière exponentielle au fil du temps. L'usure qui se développe en raison du contact entre les roues et les rails se traduit par la formation de nombreuses creux et crêtes au fil du temps, qui peuvent ou non se transformer en ondulations des rails, selon les circonstances. Les rails qui sont fortement sollicités et soumis à une usure continue et constante développent des ondulations. Les ondulations des rails sont représentées en longueur d'onde.^[1] En général, les rails fortement ondulés subissent une déformation concave sur le dessus de la voie ferrée à des intervalles de 20 mm à 200 mm.^[2] Une ondulation importante des rails peut réduire la durée de vie des voies et rendre nécessaire le remplacement des rails concernés. L'ondulation des rails est causée par le frottement entre les rails et les roues du train, tant sur le plan tangentiel que vertical et axial.^[2] L'usure par ondulation est le résultat du frottement sur le rail inférieur, qui entre en contact avec la roue du train. Une ondulation excessive peut être identifiée par la longueur d'onde observée sur le rail supérieur, ou extérieur.^[2] L'ondulation des rails peut être limitée ou réduite grâce à l'utilisation de matériaux traités thermiquement ou allié rails, par opposition aux rails traditionnels en composite de carbone.^[2] La tendance estimée à l'usure est calculée en tenant compte des fluctuations du contact entre la voie et les essieux, qui entraînent des variations du degré d'usure. Les propriétés dynamiques des différentes lignes de la voie peuvent entraîner des degrés variables d'ondulation des rails en raison de l'utilisation d'essieux à grande vitesse. Dans une étude sur train à grande vitesse quatre types de voies ont été étudiés pour leur tendance à développer des ondulations (RHEDA 200, AFTRAV, STEDEF et haute performance). voie ballastée) et, parmi les quatre, la voie ballastée était celle qui présentait le moins de risques d'ondulation des rails, la voie AFTRAV étant la deuxième plus fiable.^[6]

Il est généralement admis que plusieurs causes distinctes sont à l'origine des différentes longueurs d'onde de l'ondulation des rails.^[7][8] Une étude indique que la déformation spécifique des rails à ondes courtes est principalement causée par une résonance clouée-clouée, dans laquelle le rail vibre comme une poutre fixe, comme s'il était cloué entre des points placés périodiquement. traverses. L'interaction dynamique entre le train et la voie ferrée qui provoque des vibrations à fréquence fixe à grande vitesse, couramment observées en cas de charge légère. métro Les opérations et l'anti-résonance causée par le clouage des rails sur les traverses provoquent une déformation et une ondulation “ rugissante ” des rails.

La formation d'ondulations sur les rails peut être évitée en choisissant des rails dont la composition est plus résistante à ce phénomène. Les rails en acier allié traité thermiquement et présentant une dureté relative sont les plus résistants, contrairement aux Bessemer aciers, en raison d'une plus grande dureté relative. Les rails avec un dureté Brinell de 320 à 360 sont les mieux adaptés aux rails résistants à l'ondulation.^[9] Les trains peuvent varier leur vitesse sur les voies afin d'éviter que l'ondulation n'affecte certaines sections ou les rails d'un réseau de transport en commun.^[9] Modifier la vitesse, la direction et tonnage sont bénéfiques pour lutter contre la formation d'ondulations sur les rails, car celles-ci sont causées par un frottement continu et uniforme.^[2] Dans les métros et les grands réseaux de transport, il n'est pas possible de modifier la direction des trains, ce qui rend l'utilisation de processus de meulage des rails annuels et bisannuels plus appropriée.

Le meulage préventif des rails est effectué avant l'apparition de tout signe d'ondulation. L'ondulation des rails se développe de manière exponentielle si les premiers signes ne sont pas traités par meulage ou entretien.^[2] Le meulage préventif élimine la déformation due au frottement et à la dégradation chimique des rails.^[1] Le meulage régulier des rails est la principale opération d'entretien utilisée pour lutter contre le rugissement des rails ou l'ondulation des rails à pas court.^[9] Les opérations de meulage des rails sont effectuées périodiquement afin d'éviter l'apparition d'ondulations. Les wagons de meulage peuvent être acheminés sur des lignes de fret qui parcourent de longues distances dans la même direction si le chemin de fer de marchandises est utilisé en continu.^[2] L'ondulation des rails, c'est-à-dire la croissance du carbone dans les rails qui est accentuée par le frottement, augmente de façon exponentielle.^[2]

La ondulation des rails fait souvent l'objet de plaintes de la part des riverains. Souvent, les vibrations des rails ondulés s'aggravent progressivement, générant davantage de frottements et de contacts métal contre métal. Le grondement causé par la ondulation des rails est une cause fréquente de plaintes pour nuisance sonore dans les zones urbaines et suburbaines, et il est particulièrement présent lorsque les trains circulent à vitesse modérée.^[2] On l'appelle souvent ondulation à pas court et elle est responsable de la majorité des réactions de la communauté.^[9] Les vibrations bruyantes et désagréables causées par l'ondulation des rails dans les réseaux de transport en commun affectent à la fois les passagers et les communautés locales situées à proximité des voies ferrées. L'ondulation à pas court génère beaucoup plus de bruit que le frottement normal des rails, avec une fréquence comprise entre 500 et 800 hertz.^[9] Les ondulations à pas court sont plus fréquentes sur les voies ferrées qui ne font pas l'objet d'un entretien régulier par meulage ou qui sont rarement utilisées. La rigidité du support ferroviaire est directement liée aux ondulations à pas court.