Les trains à grande vitesse qui circulent actuellement à 300 km/h ont modifié la géographie de l’Europe et les distances entre les grandes villes s’expriment aujourd’hui en heures de transport en TGV, ICE, Eurostar, Talgo. Les systèmes de trains à grande vitesse apportent la solution aux besoins de mobilité durable et représentent l’avenir des transports de voyageurs.

Harmonisation des systèmes
La nécessité et la promotion d’une harmonisation des systèmes de contrôle-commande ferroviaires se justifient par la coexistence en Europe d’une vingtaine de systèmes de signalisation et de contrôle de la vitesse. Le train à grande vitesse européen THALYS, qui assure la liaison Paris-Bruxelles, doit être compatible avec sept systèmes différents de signalisation et de contrôle de la vitesse. Il en résulte des coûts d’investissement et de maintenance considérables associés à un risque de panne accru et une exploitation complexe au niveau de la formation des conducteurs et de la charge de travail. Avec sept systèmes différents à bord, sans oublier la nécessité d’une conception sur mesure pour chaque itinéraire, le coût de chaque rame à grande vitesse de la ligne Paris-Bruxelles-Cologne/Amsterdam est majoré de 60 %. La cabine de conduite doit être équipée de différents systèmes de signalisation et d’un écran spécial pour la conduite sur des lignes spécifiques.

Le secteur des transports ferroviaires internationaux procède actuellement à la mise en œuvre d’un nouveau système commun.

Le système européen de gestion du trafic
Les systèmes de gestion du trafic veillent à ce que les trains circulent de façon optimale, en toute sécurité, sur la bonne voie, dans le respect des vitesses appropriées. Le système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS) repose actuellement sur deux sous-systèmes assurant des fonctions de communication et de contrôle :

• En ce qui concerne la communication, le GSM-R est un standard basé sur la technologie GSM mais qui utilise des fréquences spécifiques et offre certaines fonctions avancées. Ce système radio permet d’échanger des informations voix et données entre le train et les équipements au sol.
• Le système européen de contrôle des trains (ETCS) repose principalement sur un ordinateur embarqué, l’Eurocab, qui compare la vitesse du train transmise par le sol avec la vitesse maximale autorisée et ralentit le train automatiquement en cas de dépassement de cette dernière.

Avec l’ETCS, des balises installées sur la voie, appelées eurobalises, transmettent au train des informations lui permettant de calculer en permanence sa vitesse maximale permise. Sur des lignes où il existe une signalisation latérale (feux et panneaux de signalisation communiquent au conducteur la vitesse autorisée), ces informations peuvent être transmises par des balises standard (signaux lumineux) positionnées le long de la voie et connectées aux eurobalises. On parle alors d’ETCS niveau 1.

Les informations peuvent également être transmises par radio (GSM-R). On parle alors d’ETCS niveau 2. Il en résulte des économies substantielles sur les coûts d’investissement et de maintenance. La détection de la position des trains est toujours assurée par des systèmes au sol.

Enfin, au niveau 3, les trains envoient eux-mêmes leur position, ce qui permet notamment d’optimiser la capacité des lignes et de réduire les équipements le long des voies.

Une spécification technique d’interopérabilité (STI) a été établie pour faciliter la mise en œuvre de l’harmonisation européenne. La STI est le fruit de consultations avec des opérateurs, des fabricants de systèmes et sous-systèmes favorables à l’introduction de l’ERTMS. Désormais, l’ERTMS sera obligatoire en Europe pour toute nouvelle installation ou rénovation de dispositifs de signalisation. L’ETCS répond également aux exigences d’autres systèmes nationaux de protection automatique des trains tels que les systèmes italien SCMT (Sistema Controllo Movimentazione Treno) et espagnol ASFAD (Aviso de Señales y Frenado Automatico).

Odomètres SKF Axletronic
Les nouveaux véhicules ferroviaires sont de plus en plus souvent équipés d’odomètres, un dispositif qui mesure la distance parcourue. Les odomètres sont également utiles à l’ETCS. Les véhicules neufs et existants sont facilement mis à niveau à l’aide des odomètres SKF Axletronic déjà utilisés avec succès sur les trains Alstom et Ansaldo.

La solution de capteur ferroviaire SKF Axletronic constitue une plate-forme flexible pour les boîtes d’essieux avec, en option, la détection de la vitesse, la température, les vibrations, le sens de rotation et la distance parcourue. Ces signaux peuvent être utilisés pour :

• des systèmes d’odométrie comme l’ETCS ;
• la vitesse de rotation pour la protection contre le glissement/patinage des roues et l’unité de contrôle de traction ;
• la température du roulement pour le système de contrôle embarqué ;
• le sens de rotation ;
• l’accélération verticale et/ou latérale pour les systèmes de surveillance.

Les odomètres SKF Axletronic offrent deux conse bild urations possibles en fonction de l’emplacement du capteur :

• capteur installé sur le joint du roulement de l’ensemble-roulement de boîte d’essieu ;
• capteur installé sur le couvercle de la boîte d’essieu sans contact avec l’ensemble-roulement de boîte d’essieu.

Odomètre SKF Axletronic pour ensembles-roulements
Les ensembles-roulements prélubrifiés avec joints peuvent être basés aussi bien sur des roulements à rouleaux coniques que des roulements à rouleaux cylindriques dotés de capteurs intégrés. Les joints de l’ensemble-roulement reçoivent les capteurs de l’odomètre. Il en résulte un encombrement et un nombre de pièces réduits.

Odomètre SKF Axletronic pour couvercle de boîte d’essieu
Dans certains cas, les clients exigent des ensembles-roulements non modifiés. SKF propose alors des odomètres SKF Axletronic qui s’intègrent au couvercle de la boîte d’essieu. Cette solution permet à des fabricants d’équipements d’ajouter une fonction odomètre sans modifications de conception majeures. Le capteur de l’odomètre se positionne sur le couvercle de la boîte d’essieu et peut être utilisé avec n’importe quel type de roulement de boîte d’essieu à l’aide d’une plaque de fixation de capteurs et d’une rondelle à cuvette dentée.

Avantages des odomètres SKF Axletronic
Avec la solution SKF, il est possible d’obtenir un système redondant et indépendant à travers plusieurs conse bild urations de capteurs odomètres indépendants. L’autre avantage de cet odomètre intégré est qu’il ne nécessite pas de modifier la conception de l’essieu d’origine.

• L’odomètre SKF Axletronic constitue une solution flexible, modulaire qui peut être adaptée aux exigences spécifiques des clients. Il est prêt à l’emploi et ne nécessite aucun réglage ni étalonnage.
• C’est un instrument de mesure sans contact qui ne comporte aucune pièce sujette à l’usure. Un contrôle du signal fonctionnel peut être effectué sans déplacement du train ou de l’essieu. Aucun entretien supplémentaire n’est requis.
• Le principal avantage réside dans l’« extrémité libre de l’essieu ». La solution diffère ainsi des odomètres conventionnels conçus pour être installés à l’extrémité du couvercle de palier avant avec une liaison mécanique à l’essieu tournant par le biais d’un petit arbre supplémentaire qui doit être supporté par un ensemble de roulements et joints. De tels modèles nécessitent plus d’espace et mobilisent l’interface consacrée aux dispositifs de retour à la terre obligatoires pour la plupart des boîtes d’essieux de matériel roulant afin d’éviter le passage du courant à travers le roulement.

SKF Axletronic est une marque déposée du Groupe SKF.