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Rôle protecteur principal des glissières de sécurité ferroviaires
Le long des voies ferrées, ils utilisent un type de glissière de sécurité qui maintient le train sur les rails en cas de changement brusque de direction ou si un véhicule roule sur les voies. Si un train heurtait l’extrémité des rails, les imposantes glissières de sécurité qui entourent les rails et les rebords des roues du train lors d’une tentative de déraillement deviennent un point d’application de la force permettant de maintenir le train sur la voie critique. En l’absence de ces glissières, le train monterait sur les rails, provoquant ainsi un déraillement. Les forces extérieures poussant le train latéralement entraînent son retour vers les rails. Principalement, la force exercée sur les rails est verticale ; les forces latérales susceptibles de provoquer un déraillement sont absorbées par les glissières de sécurité. Les glissières de confinement installées aux points critiques tels que les aiguillages, les ponts et les passages à niveau constituent la différence entre un simple déraillement maîtrisé et une menace grave pour la vie des passagers du train ou des usagers de la route ainsi que pour les marchandises transportées.
Comment les menaces latérales aux passages à niveau sont-elles atténuées par les glissières de sécurité ferroviaires
Lorsque des voitures ou des camions s’engagent sur les voies ferrées, le risque d’accident de collision entre train et véhicule est très élevé. Toutefois, les glissières de sécurité ferroviaires installées aux passages routiers à niveau réduisent la probabilité de collisions et d’accidents en absorbant et en déviant l’impact de ces chocs. Pour ce faire, les glissières de sécurité ferroviaires intègrent des composants de système de déviation et de contrôle des chocs afin de guider et de rediriger les véhicules impliqués dans des incidents de collision aux passages à niveau. La fonctionnalité de contrôle et de guidage assurée par ces glissières permet également de prévenir les déraillements latéraux des trains. En plus de sauver des vies et de réduire considérablement les coûts pour la collectivité, les glissières de sécurité protègent les systèmes de contrôle des passages à niveau et des déraillements, ainsi que les équipements des voies ferrées. Lors de la phase de construction, l’emplacement des glissières de sécurité est déterminé afin d’assurer une protection optimale contre les intrusions de véhicules.
Guidage des roues lors d’une collision : rediriger un mouvement hors des rails
Lors d’une collision latérale, une barrière peut remplir plusieurs fonctions :
Contenance des brides : Ils retiennent les brides des roues, empêchant leur dérive latérale.
Redirection de la force d'impact : Les surfaces d'impact oblique dévient la quantité de mouvement latérale vers un mouvement longitudinal le long du rail.
Prévention de l'escalade des roues : Leur hauteur spécifique empêche les roues de franchir le rail.
Ce système de confinement intégré permet de maintenir l’alignement roue-rail, même sous l’effet de forces latérales importantes. Les données de la FRA indiquent que les passages à niveau équipés de garde-corps connaissent 74 % de déraillements en plus que ceux qui n’en sont pas dotés. Cela illustre comment la conception des barrières ferroviaires limite les déraillements à un événement peu fréquent.
Conception intentionnelle des garde-corps ferroviaires sur les infrastructures à risque
Les garde-corps ferroviaires sont conçus uniquement là où le risque de déraillement est élevé, jamais selon un principe aléatoire ; par conséquent, ils sont prioritaires sur les tronçons courbes des voies. En effet, la force centrifuge pousse le matériel roulant vers l’extérieur, augmentant ainsi la pression de contact entre le bord de roulement et réduisant l’adhérence. Dans une situation de forte poussée latérale, le risque de déraillement augmente de façon significative.
Positionnement fondé sur les principes physiques : maîtrise de la force centrifuge et du contact du bord de roulement
La construction du rail intérieur sur les courbes intègre des garde-corps. L’entraxe entre les rails est réduit et se situe généralement entre 6 et 12 pouces du rail de roulement ; il est défini en fonction de la classe de la ligne, de la vitesse autorisée, de la géométrie du matériel roulant, etc. Cet entraxe réduit permet notamment de :
Intercepter les bords de roulement avant qu’un déraillement ne se produise
Minimiser le déplacement latéral afin de réduire le phénomène de montée du bord de roulement
Recentrer progressivement la roue sur le rail de roulement
Le dispositif de sécurité est conçu avec une rigidité et un angle déterminés afin de stabiliser le véhicule et d’absorber l’énergie cinétique lors du contact avec le dispositif, tout en évitant que ce contact ne provoque une décélération brutale ou une défaillance structurelle. Ce même raisonnement fondé sur l’évaluation des risques s’applique à l’installation de dispositifs de sécurité sur les ponts, dans les tunnels et sur les remblais, en raison du risque accru pour le dispositif lui-même et pour la zone environnante, ce qui permet d’établir une zone de sécurité globale, fondée sur l’analyse des risques.
Dispositif de sécurité ferroviaire vs. rail de guidage : un partenariat au service de la sécurité
Pour assurer la sécurité sur les voies ferrées, les rails de protection et les rails de guidage remplissent des fonctions différentes. Les rails de protection sont installés sur le bord intérieur des voies ferrées, notamment sur les ponts et les passages à niveau, qui constituent les zones les plus exposées aux accidents. Leur fonction principale est de limiter les conséquences d’un déraillement. Lorsqu’une roue de train quitte le rail, le rail de protection guide et dévie la roue vers l’intérieur, loin de la zone extérieure du rail, en absorbant une partie de l’impact. Les rails de guidage jouent, quant à eux, un rôle opposé. Ils sont installés sur le bord intérieur d’un rail dans les courbes. Les rails de guidage gèrent activement l’effet de la force centrifuge en « saisissant » les jupes des roues, ce qui maintient les roues à l’intérieur des rails et correctement alignées pendant le passage en virage. Cette fonction contraste avec celle des rails de protection, qui, dans certains endroits, doivent remplir leur rôle sans être perceptibles. Les rails de protection sont utilisés dans les zones où les conséquences d’une défaillance seraient les plus graves. En revanche, la présence des rails de guidage est surtout fréquente dans les zones où les voies ferrées nécessitent une maintenance régulière.
Rail de sécurité ferroviaire à fonctionnalité spécifique
Objectif principal : rediriger les roues déraillées ; empêcher le montée des roues en courbe
Déclencheur : confinement post-déraillage ; prévention pré-déraillage
Installation principale : ponts, passages à niveau ; courbes serrées (défaut de dévers supérieur à 2°)
Action mécanique : absorbe l’énergie d’impact latéral ; contraint dynamiquement l’entrefer de la jante
Questions fréquemment posées
Quelle est la fonction principale des rails de sécurité ferroviaires ?
La fonction principale des rails de sécurité ferroviaires consiste à rediriger les forces latérales impliquées dans les déraillements ou collisions survenant lors d’événements critiques sur les infrastructures, notamment aux courbes, aiguillages et passages à niveau.
Où les rails de sécurité ferroviaires sont-ils principalement installés ?
Les rails de sécurité ferroviaires sont installés aux endroits à haut risque de déraillement, tels que les courbes serrées, les ponts, les tunnels et les passages à niveau, qui sont soumis à des forces externes telles que la force centrifuge ou des intrusions de véhicules.
En quoi les rails de sécurité ferroviaires se distinguent-ils des rails de guidage ?
Les barrières de protection pour rails sont conçues pour gérer les déraillements en redirigeant les roues et en absorbant l'énergie des chocs latéraux. Les rails de guidage, quant à eux, sont conçus pour maintenir les roues alignées et correctement positionnées lors des courbes serrées.