[Touristique] Puy-de-Dôme : un train pour grimper

[UIC60]

N'oublions pas non plus la force de Coriolis.

[dyonisos]

N'oublions pas non plus la force de Coriolis.

Ca à une importance telle que ça, même sur de la mécanique appliquée à grande échelle? Ou c'est un gag?

[Aig]

Logiquement , voie chargée = voie avec un train dessus... ?

Merci pour cet éclairage, ce n'est pas plus compliqué que ça et, de ce fait, l'explication donnée par Papounet devient à peu près compréhensible. On a d'un coté les efforts dynamiques exercés par le train sur la voie et de l'autre coté les efforts statiques liés à la courbure de la voie, d'où l'apparition de la notion de LRS, la nature du rail ayant une influence sur les efforts statiques en courbe.

A+

PS : Coriolis, c'est une blague, smileys oubliés

[Chocolatsuisse]

Logiquement , voie chargée = voie avec un train dessus... ?

Merci pour cet éclairage, ça doit tout simplement être ça et de ce fait l'explication donnée par Papounet devient à peu près compréhensible. On a d'un coté les efforts dynamiques exercés par le train sur la voie et de l'autre coté les efforts statiques liés à la courbure, d'où l'apparition de la notion de LRS.

A+

C'étais pourtant bien expliqué et compréhensible !

[chris2002]

Le problème vient surtout des efforts de dilatation liés aux variations de température.

Avec des LRS, le rail ne peut pas se dilater (ou en tout cas peu). Cela engendre des contraintes dans le rail qui, si la voie est trop courbée, sont néfastes pour sa tenue (car les efforts liés à la dilatation du rail engendrent une contrainte latérale sur la voie, qui augmente si on diminue le rayon de courbure).

Je remercie d'ailleurs papounet pour ces explications très claires sur le sujet (en privé).

[Aig]

[C'étais pourtant bien expliqué et compréhensible !

Chouette, quelqu'un qui a tout compris ! Peux-tu me préciser le sens de cette phrase "les efforts transversaux sont liés à l'insuffisance de dévers et à une part liée à la vitesse (bien entendu proportionnelles à la charge par essieu)". Je vois vaguement l'idée mais ça reste tout de même très flou, ne serait-ce qu'à cause de la syntaxe.

Merci et à +

[Aig]

Avec des LRS, le rail ne peut pas se dilater (ou en tout cas peu). Cela engendre des contraintes dans le rail qui, si la voie est trop courbée, sont néfastes pour sa tenue (car les efforts liés à la dilatation du rail engendrent une contrainte latérale sur la voie, qui augmente si on diminue le rayon de courbure).

Merci pour ce complément d'explication.

[UIC60]

La force de Coriolis n'est pas du tout une blague. D'ailleurs la norme UIC pour le dimensionnement des boites d'essieux la prend en compte.
Il est clair que dans le cas de la voie du Puy de Dome, cette force est négligeable en raison de la faible vitesse du train. En revanche pour les LGV orientées Nord-Sud, la force de Coriolis liée à la rotation de la terre n'est pas négligeable. Elle explique par exemple pourquoi en alignement il y a une usure latérale plus importante de la file de rail à "est" par rapport à la file de rail "ouest". Elle minore également de 10% la durée de vie des boites d'essieux des trains rapides.

UIC60

[albachm]

La force de Coriolis n'est pas du tout une blague. D'ailleurs la norme UIC pour le dimensionnement des boites d'essieux la prend en compte.
Il est clair que dans le cas de la voie du Puy de Dome, cette force est négligeable en raison de la faible vitesse du train. En revanche pour les LGV orientées Nord-Sud, la force de Coriolis liée à la rotation de la terre n'est pas négligeable. Elle explique par exemple pourquoi en alignement il y a une usure latérale plus importante de la file de rail à "est" par rapport à la file de rail "ouest". Elle minore également de 10% la durée de vie des boites d'essieux des trains rapides.

UIC60

Bonjour,

C'est surtout le jeu latéral de l'essieu dans la voie qui est important. Si on définit R' un repère non galiléen en rotation uniforme par rapport à R référentiel terrestre supposé galiléen, (selon comment on choisit l'orientation des repères), s'il existe un mouvement relatif du mobile dans R' (ici, du au jeu de l'essieu dans la voie), alors on a une force d'inertie de Coriolis qui apparait.

Cependant, c'est peanuts hors LGV et ça n'entre pas en compte pour les questions de sécurité.

Pour le coup de l'orientation Nord- Sud, j'ai eu l'occasion de poser la question à des IGCSN SNCF qui s'occupent de sections LGV et peu sont catégoriques.

[Brayaud]

La force de Coriolis n'est pas du tout une blague.
UIC60

Pour le coup de l'orientation Nord- Sud, j'ai eu l'occasion de poser la question à des IGCSN SNCF qui s'occupent de sections LGV et peu sont catégoriques.

En fait, l'accélération de Coriolis est maximum dans un déplacement N/S alors qu'elle est nulle dans une orientation E/W. (mon vocabulaire n'est peut-être pas parfaitement scientifique, mais je pense que c'est clair. J'ai vérifié mes connaissances un peu scolaires auprès d'un docteur en physique )

[Aig]

Pour ce qui est de Coriolis lié à la rotation de la terre, l'accélération est nulle pour tout déplacement parallèle à l'axe de rotation de la terre, non nulle pour tout autre déplacement (pour mémoire, produit vectoriel du vecteur rotation de la terre par le vecteur vitesse relative, i. e. le vecteur parallèle au déplacement du mobile, le tout fois 2). Chez nous, il n'y a pas de ligne de chemin de fer parallèle à l'axe de rotation de la terre (pas même les lignes d'orientation nord-sud), donc il y a toujours une accélération de Coriolis mais l'orientation de celle-ci est évidemment très variable (perpendiculaire au déplacement). J'ai quand même un gros doute sur le fait que cette accélération puisse jouer sur l'usure des boites d'essieu surtout que statistiquement elle doit jouer un coup dans un sens, un coup dans l'autre, mais je reconnais que je ne suis pas spécialiste de l'entretien des boites d'essieu. Je miserais plus sur l'explication de albachm (pour des déplacements non parallèles à l'axe de rotation).

A+

NB : ne pas confondre accélération de Coriolis et accélération d'entrainement liée à un mouvement non uniforme du repère en mouvement.

[Aig]

Sur voie chargée ,les efforts transversaux sont liés à l'insuffisance de dévers et à une part liée à la vitesse (bien entendu proportionnelles à la charge par essieu)

S'il n'y a pas d'insuffisance de dévers, l'effort exercé par le train est perpendiculaire à la voie et il n'y a pas d'effort exercé par le train dans un plan parrallèle à la voie, i. e. pas d'effort transversal exercé par le train sur la voie, quelle que soit la vitesse. Sommes-nous d'accord ? (ce qu'on appelle effort transversal dans notre échange est bien l'effort exercé dans un plan parallèle à la voie et non l'effort exercé dans un plan horizontal, n'est-ce pas ?). S'il y a insuffisance de dévers, on conçoit que les efforts transversaux sont liés à la vitesse et à la masse du train, donc à la charge à l'essieu, et nous sommes parfaitement d'accord sur ce point.

A+

[papounet]

Sur voie chargée ,les efforts transversaux sont liés à l'insuffisance de dévers et à une part liée à la vitesse (bien entendu proportionnelles à la charge par essieu)

S'il n'y a pas d'insuffisance de dévers, l'effort exercé par le train est perpendiculaire à la voie et il n'y a pas d'effort exercé par le train dans un plan parrallèle à la voie, i. e. pas d'effort transversal exercé par le train sur la voie, quelle que soit la vitesse. Sommes-nous d'accord ? (ce qu'on appelle effort transversal dans notre échange est bien l'effort exercé dans un plan parallèle à la voie et non l'effort exercé dans un plan horizontal, n'est-ce pas ?). S'il y a insuffisance de dévers, on conçoit que les efforts transversaux sont liés à la vitesse et à la masse du train, donc à la charge à l'essieu, et nous sommes parfaitement d'accord sur ce point.

A+

Les efforts transveraux exercés par les mobiles sont:
1) PI/1500 (I insuffisance de dévers en mm P masse supportée pr l'essieu) P:en tonnes
2) PV/1000 (V vitesse en km/h ;
La somme de ces 2 termes doit être inférieure à 0,85 (1,5 +P/3) - critère de PRUD'HOMME

Evidemment,lorsque I=0 ce critère a beaucoup plus de chances d'être vérifié.
Je me permets de mentionner 2 points :
1) PI/1500 c'est scientifique
2) PV/1000 est expérimental

Il ya d'autres théories:en particulier,on peut exprimer la résistance latérale de la voie par L ,cette valeur étant variable suivant l'état de stabilisation de la voie (j'ai ,à cet égard,établi,en son temps, une formule exprimant L/P en fonction de l'état de stabilisation de la voie (voir "La Voie Ferrée " de M. ALIAS).Le critère de PRUD'HOMME ne traduit pas cette notion,c'est pourquoi,en particulier,sur des voies fraîchement bourrées ou non encore stabilisées ,il faut des limitations de vitesse .
Tous mes remerciements pour l'intérêt que vous prenez pour ce qui concerne la voie ferrée.
Bien à vous.
Papounet

[Chocolatsuisse]

[C'étais pourtant bien expliqué et compréhensible !

Chouette, quelqu'un qui a tout compris ! Peux-tu me préciser le sens de cette phrase "les efforts transversaux sont liés à l'insuffisance de dévers et à une part liée à la vitesse (bien entendu proportionnelles à la charge par essieu)". Je vois vaguement l'idée mais ça reste tout de même très flou, ne serait-ce qu'à cause de la syntaxe.

Merci et à +

Je ne vais pas reprendre ce qui viens d’être dis mieux que je ne le dirais, mais une chose aig, et désolé si je me trompe. Je crois que tu interprètes mal le terme transversal.
Une force est transversale à la voie à partir du moment ou une cette dite force a une composante perpendiculaire a la file de rail. Je ne pense pas me tromper en disant que le manque de dévers implique une force (due au changement de direction du train) qui n'est pas totalement dans le plan de la voie (puisque le dévers manque) mais dont une composante est horizontale dirigé vers l’extérieur de la courbe (un rayon de la courbe en quelque sorte).

[taquinerie on] Je crois surtout qu'on ne fais pas l'effort de comprendre quand on a une petite dent contre un interlocuteur. [taquinerie off]

[Aig]

Je crois que tu interprètes mal le terme transversal.
Une force est transversale à la voie à partir du moment ou une cette dite force a une composante perpendiculaire a la file de rail. Je ne pense pas me tromper en disant que le manque de dévers implique une force (due au changement de direction du train) qui n'est pas totalement dans le plan de la voie (puisque le dévers manque) mais dont une composante est horizontale dirigé vers l’extérieur de la courbe (un rayon de la courbe en quelque sorte).

Effectivement, pour éviter un dialogue de sourds et toute mauvaise interprétation des propos d'autrui, le mieux est de donner une définition précise des termes qu'on utilise. L'interprétation que j'ai faite du terme "effort transversal" semble correspondre à la tienne (cf mon commentaire "ce qu'on appelle effort transversal dans notre échange est bien l'effort exercé dans un plan parallèle à la voie et non l'effort exercé dans un plan horizontal, n'est-ce pas ?" [parallèle à la voie=perpendiculaire à la file de rails, les efforts parallèles à la voie mais dans le sens de la file de rails étant sans objet ici]), à la différence près que la composante transversale n'est pas de mon point de vue horizontale du fait que l'introduction d'un éventuel dévers rend la voie, donc la file de rails, non horizontale.

[taquinerie on] Je crois surtout qu'on ne fais pas l'effort de comprendre quand on a une petite dent contre un interlocuteur. [taquinerie off]

Disons que ce qui se conçoit aisément s'énonce clairement. Une fois le texte de papounet décodé, le propos devient intéressant, dommage qu'il faille passer par cette étape de décodage. Comme ce qui compte, c'est le fond, je reste tout à fait intéressé par ces échanges.

A+

[Aig]

1) PI/1500 (I insuffisance de dévers en mm P masse supportée pr l'essieu) P:en tonnes
2) PV/1000 (V vitesse en km/h ;
La somme de ces 2 termes doit être inférieure à 0,85 (1,5 +P/3) - critère de PRUD'HOMME

Merci pour ces infos. Le première formule me convient tout à fait et s'obtient facilement en faisant des approximations sur les petits angles. En revanche, la seconde me pose problème : Je ne comprends pas pourquoi il y aurait des efforts transversaux en cas d'insuffisance de dévers nulle. Le mieux serait peut-être de donner une défintion précise des efforts transversaux, comme le suggère un autre intervenant (direction de la force, efforts entre quoi et quoi ?)

A+

[papounet]

Bonsoir Ce chemin de fer utilise la mème technique que le chemin de fer du Monserrat en Espagne ( Catalogne ) Le TMB utilise ce type de traverse lors de maintenance tout baigne,évidemment à la SNCF ils savent tout sur tout

A la SNCF ,on ne "sait pas tout sur tout" comme vous l'écrivez.
Sur le TMB,les essieux sont moins lourds et avec les traverses en Y lorsqu'il y a une crémaillère,LES RAYONS DE COURBURE TRANSVERSAUX SONT DE 80 METRES!!!!
Quant à Montserrat et non Monserrat (qui,je crois est au Chili),allez sur place,et vous constaterez l'usure prématurée des rails,ce qui inquiète fortement les responsables.
Maintenant,si vous avez besoin de renseignements techniques FIABLES,je suis à votre disposition,malgré le ton désagréable de votre propos.
Salutations.
Papounet

[chris2002]

Par TMB, on entend bien le Tramway du Mont Blanc (St-Gervais-Nid d'Aigle) ? Car je me souviens qu'il y avait eu confusion à un moment à ce niveau.

[papounet]

1) PI/1500 (I insuffisance de dévers en mm P masse supportée pr l'essieu) P:en tonnes
2) PV/1000 (V vitesse en km/h ;
La somme de ces 2 termes doit être inférieure à 0,85 (1,5 +P/3) - critère de PRUD'HOMME

Merci pour ces infos. Le première formule me convient tout à fait et s'obtient facilement en faisant des approximations sur les petits angles. En revanche, la seconde me pose problème : Je ne comprends pas pourquoi il y aurait des efforts transversaux en cas d'insuffisance de dévers nulle. Le mieux serait peut-être de donner une défintion précise des efforts transversaux, comme le suggère un autre intervenant (direction de la force, efforts entre quoi et quoi ?)

A+

Les efforts transversaux sur la voie sont de deux sortes;
- efforts d'origine thermique (dilatation contrariée) quand il ya des LRS

- efforts dus aux véhicules

Laissons à part les efforts d'origine thermique qui sont ,toutefois,les plus dangereux,car les charges verticales stabilisent la voie.
Les efforts transversaux dus aux véhicules sont de plusieurs sortes:
- phénomènes de "lacet"" - phènomènes d'angles d'attaque des essieux surtout dans les courbes (inscription)
- phénomènes de glissement et pseudo-glissement
- défauts de voie (nivellement et dressage)
- défauts des roues
- etC.
Ces défauts ont été étudiés mais les paramètres entrant dans les équations elles-mêmes non linéaires, sont difficiles à appréhender.C'est pourquoi ,les résultats des mesures plus que les études théoriques ont permis de maximiser ces efforts et leur donner une valeur empirique stisfaisante pour modéliser l'ensemble de ces phénomènes.

Au plaisir et bien à vous. (en espérant que je vous ai convaincu,je suis toujours à votre disposition)
Papounet

[papounet]

Je crois que tu interprètes mal le terme transversal.
Une force est transversale à la voie à partir du moment ou une cette dite force a une composante perpendiculaire a la file de rail. Je ne pense pas me tromper en disant que le manque de dévers implique une force (due au changement de direction du train) qui n'est pas totalement dans le plan de la voie (puisque le dévers manque) mais dont une composante est horizontale dirigé vers l’extérieur de la courbe (un rayon de la courbe en quelque sorte).

Effectivement, pour éviter un dialogue de sourds et toute mauvaise interprétation des propos d'autrui, le mieux est de donner une définition précise des termes qu'on utilise. L'interprétation que j'ai faite du terme "effort transversal" semble correspondre à la tienne (cf mon commentaire "ce qu'on appelle effort transversal dans notre échange est bien l'effort exercé dans un plan parallèle à la voie et non l'effort exercé dans un plan horizontal, n'est-ce pas ?" [parallèle à la voie=perpendiculaire à la file de rails, les efforts parallèles à la voie mais dans le sens de la file de rails étant sans objet ici]), à la différence près que la composante transversale n'est pas de mon point de vue horizontale du fait que l'introduction d'un éventuel dévers rend la voie, donc la file de rails, non horizontale.

[taquinerie on] Je crois surtout qu'on ne fais pas l'effort de comprendre quand on a une petite dent contre un interlocuteur. [taquinerie off]

Disons que ce qui se conçoit aisément s'énonce clairement. Une fois le texte de papounet décodé, le propos devient intéressant, dommage qu'il faille passer par cette étape de décodage. Comme ce qui compte, c'est le fond, je reste tout à fait intéressé par ces échanges.

A+

Pourquoi aviez-vous " une dent contre moi"? Papounet

[Aig]

Pourquoi aviez-vous " une dent contre moi"? Papounet

Nulle dent contre vous, ce n'est pas moi qui ai suggéré cela, au contraire, j'apprécie beaucoup les informations techniques que vous nous donnez ! J'avoue seulement que j'ai du mal à saisir instantanément toute la substantifique moelle de vos messages : Un tout petit peu d'information supplémentaire (définition précise du vocabulaire technique utilisé) et une rédaction un peu moins elliptique feraient gagner beaucoup de temps à ceux qui vous lisent.

A+

[Aig]

Les efforts transversaux dus aux véhicules sont de plusieurs sortes:
- phénomènes de "lacet"" - phènomènes d'angles d'attaque des essieux surtout dans les courbes (inscription)
- phénomènes de glissement et pseudo-glissement
- défauts de voie (nivellement et dressage)
- défauts des roues
- etC.
Ces défauts ont été étudiés mais les paramètres entrant dans les équations elles-mêmes non linéaires, sont difficiles à appréhender.C'est pourquoi ,les résultats des mesures plus que les études théoriques ont permis de maximiser ces efforts et leur donner une valeur empirique stisfaisante pour modéliser l'ensemble de ces phénomènes.

Au plaisir et bien à vous. (en espérant que je vous ai convaincu,je suis toujours à votre disposition)
Papounet

Bien noté, merci pour ces infos. J'ai bien compris que la deuxième formule est totalement empirique et résulte de l'expérience acquise par les techniciens de la voie. Est-ce que ce genre de formule empirique (incluant le critère de Prud'homme) est admis par l'ensemble de la communauté ferroviaire internationale (est-ce que la même formule pourrait être utilisée aux Etats-Unis par exemple) ou résulte t'elle de l'expérience acquise sur un réseau particulier, le notre en l'occurence ?
Autre question : Serait-il envisageable et intéressant de concevoir des traverses qui soient lourdes, comme les traverses béton, et qui en plus aient un état de surface tel que les forces d'interaction avec le ballast soient renforcées par rapport aux traverses classiques, i. e. des traverses dont on modifirait l'état de surface pour qu'elles ne puissent pas "glisser" dans le ballast ?

Merci et à +

[Brayaud]

Je vais sans doute poser une question idiote, mais j'ai repris l'ensemble de ce fil et je ne vois figurer nulle part les rayons mini des courbes du chemin de fer du Puy de Dôme, alors que j'ai compris (ce qui me semblait évident), à travers la discussion passionnée l'importance de cette donnée pour le calcul des efforts transversaux, donc des règles à appliquer en matière de choix des traverses, etc... Quoique "régional de l'étape" (je vois le sommet du PdD de chez moi et j'y suis monté, à pied, assez souvent), j'ignore les rayons que l'on va rencontrer. Mais, parce que "régional de l'étape", je sais que l'emprise tourne autour de la montagne, avec un rayon relativement régulier, allant se raccourcissant au fur et à mesure de la montée. A la base, on est, je pense, très loin des rayons cités dans la discussion et, même au sommet, mes mesures sur carte un peu détaillée me donneraient des rayons de 150 à 200 m. Le seul point qui me semble digne d'être discuté se trouverait sans une sort de "S" en arrivant au sommet (si l'on suit encore la route à cet endroit, ce dont je ne suis pas sûr.
Si l'un des spécialistes qui se sont exprimés jusqu'à présent voulait bien m'éclairer, cela me permettrait de voir si je poursuis le suivi de cette - intéressante - discussion.

[papounet]

Oui.Les Chemins de fer dépendant de l'UIC (Union Internationale des Chemins de Fer) appliquent les mêmes règles,mais chaque pays est "libre"
Il existe des traverses en béton non pas perpendiculaires aux rails mais faisant un certain angle avec ceux-ci qui,parait-il (?) donnent " d'excellents " résultats (brevet belge). Mais que veut dire "excellents résultats"?
Il convient,en particulier, de définir après essais réels les valeurs des résistances longitudinales et surtout transversales (voies chargées et non chargées) et par des calculs simples de montrer ou d'infirmer la stabilité de la voie.
Pour le Puy de Dôme aucun calcul n'a été fourni,(les miens sont à disposition).Les derniers calculs officiels français effectués pour le renouvellement d'un tronçon de la ligne Martigny-Châtelard montrent que sur une voie à crémaillère STRUB équipée de traverses métalliques en Y les rayons minimaux doivent être de 80 Mètres (pourtant, les convois y sont plus légers et le rail est du Vignole 36kg/m).
Il est à noter que plus le rail est lourd plus il supporte des charges verticales plus lourdes mais par contre,les efforts transversaux sur le ballast sont plus importants!!
En fait,je ne demande qu'une chose : que TC dôme fournisse les calculs de l'Entreprise qui pose la voie.Je ne vois rien d'hérétique là dedans.
Bien à vous.
Papounet

[papounet]

Les efforts transversaux dus aux véhicules sont de plusieurs sortes:
- phénomènes de "lacet"" - phènomènes d'angles d'attaque des essieux surtout dans les courbes (inscription)
- phénomènes de glissement et pseudo-glissement
- défauts de voie (nivellement et dressage)
- défauts des roues
- etC.
Ces défauts ont été étudiés mais les paramètres entrant dans les équations elles-mêmes non linéaires, sont difficiles à appréhender.C'est pourquoi ,les résultats des mesures plus que les études théoriques ont permis de maximiser ces efforts et leur donner une valeur empirique stisfaisante pour modéliser l'ensemble de ces phénomènes.

Au plaisir et bien à vous. (en espérant que je vous ai convaincu,je suis toujours à votre disposition)
Papounet

Bien noté, merci pour ces infos. J'ai bien compris que la deuxième formule est totalement empirique et résulte de l'expérience acquise par les techniciens de la voie. Est-ce que ce genre de formule empirique (incluant le critère de Prud'homme) est admis par l'ensemble de la communauté ferroviaire internationale (est-ce que la même formule pourrait être utilisée aux Etats-Unis par exemple) ou résulte t'elle de l'expérience acquise sur un réseau particulier, le notre en l'occurence ?
Autre question : Serait-il envisageable et intéressant de concevoir des traverses qui soient lourdes, comme les traverses béton, et qui en plus aient un état de surface tel que les forces d'interaction avec le ballast soient renforcées par rapport aux traverses classiques, i. e. des traverses dont on modifirait l'état de surface pour qu'elles ne puissent pas "glisser" dans le ballast ?

Merci et à +

C'et pour cela que dans les rayons transversaux "très serrés" on équipe les extrémités des traverses (béton ou bois) de bêche d'ancrage qui augmentent la résistance latérale.
A votre disposition. Bien à vous. Papounet