Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La technologie pendulaire permet d’augmenter la vitesse de passage des trains en courbe optimisant ainsi les temps de parcours sur les lignes conventionnelles. Le système doit toutefois être conçu de façon à garantir la sécurité et à offrir un certain niveau de confort aux passagers. Cet article expose les principes de base de la pendulation ferroviaire. Il détaille les différentes variantes de système de pendulation embarqué sur les matériels Alstom depuis les premiers Pendolinos. Face au développement de la Très Grande Vitesse à travers le monde, les auteurs donneront leur vision du marché de la technologie pendulaire.
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The goal of tilting technology is to increase the speed of trains in curves and thus optimize the journey times of conventional lines. However, the system must be designed to have no impact on safety while ensuring a certain level of comfort for passengers. This article provides the basis principles of tilting and gives detail about the various configurations of tilting system embedded on Alstom products since the first Pendolinos. Faced with the development of Very High Speed throughout the world, the authors will give their vision of the market oftiltingtechnology.
Auteur(s)
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Alessandro ELIA : Ancien directeur du département de pendulation ferroviaire, Alstom - Participant au CEN TC256, Président du WG7
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Gérald HAUSER : Ancien directeur du département de pendulation ferroviaire, Alstom
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Naim KUKA : Ancien responsable du réseau d’expertise dynamique de Rame & Mécatronique et Master Expert, Alstom
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Grégoire NICOLEAU : Ingénieur en chef, responsable du développement de la fonction pendulation sur Avelia Liberty, Alstom
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Riccardo VERARDI : Senior Expert dynamique de rame et Bogie, Alstom
INTRODUCTION
Cet article traite de la pendulation ferroviaire. Même si l’article est principalement consacré au matériel roulant, la pendulation ferroviaire doit être considérée comme un système global incluant également l’infrastructure (voie, caténaire) et la signalisation.
La pendulation ferroviaire permet de tirer profit du fait que pour chaque courbe il existe un écart entre la limite de vitesse définie pour le confort des passagers et la limite de vitesse définie pour la sécurité de circulation. Grâce à des systèmes embarqués complexes, l’optimisation des profils de vitesse des lignes ferroviaires existantes a été rendue possible sans avoir à investir dans de nouveaux tracés.
Cet article expose les grands principes théoriques et les notions clés qui permettent de cerner les différents enjeux associés à la technologie pendulaire.
Un focus est fait sur le confort du passager et, en particulier, sur les effets physiologiques que la pendulation peut engendrer.
Les éléments théoriques sont illustrés par les nombreuses applications réalisées par Alstom depuis les années 1970 jusqu’à nos jours.
Enfin, les auteurs donneront leur vision sur ce marché de niche qui arrive cependant à tirer son épingle du jeu malgré une concurrence toujours plus forte de la Très Grande Vitesse.
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KEYWORDS
motion sickness | cinetose | cant deficiency | tilting technology | Alstom products
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Spécificités techniques des trains pendulaires3. Performances, confort et sécurité de circulation
L’avantage apporté par la pendulation ferroviaire est de pouvoir emprunter les courbes plus rapidement tout en garantissant un certain niveau de confort et de sécurité au passager. Cette section permet de détailler ces aspects.
3.1 Performance intrinsèque : compenser l’insuffisance de dévers
Comme introduit dans la section précédente, le système de pendulation permet de créer artificiellement du dévers en inclinant les caisses vers l’intérieur de la courbe de manière à compenser les effets de l’insuffisance de dévers ressentis par le passager (accélération résiduelle). Autrement dit, le dévers nécessaire à la compensation de l'accélération centrifuge liée à une plus grande vitesse de passage en courbe qui ne peut plus être installé physiquement sur la voie (voir § 2.1) est généré entre l'essieu (au contact de la voie) et la caisse du véhicule.
Généralement, les opérateurs spécifient la performance sous forme d’une accélération résiduelle maximale admissible à une insuffisance de dévers donnée ou sous forme d’un taux de compensation (ratio entre l’accélération résiduelle et l’accélération non compensée au niveau de la voie, elle-même proportionnelle à l’insuffisance de dévers).
Mettons tout cela en équation.
Lors d’un passage en courbe, un véhicule est soumis à une accélération latérale (NCA) qui dépend du rayon de courbure (R), de sa vitesse (V) et du dévers de voie (h en mm ou β en radians).
La NCA et l’insuffisance de dévers (CD) sont définies par les formules suivantes (issue de la norme EN 13803-1 ...
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Performances, confort et sécurité de circulation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TERRASSE (J.) - Une nouvelle voiture dite « pendulaire » destinée aux très grandes vitesses (A new car called « pendulum » for very high speeds). - Revue générale des chemins de fer (1957).
-
(2) - PORTEFAIX - L’inclinaison des caisses des véhicules – Problèmes et perspectives (The inclination of vehicle bodies – Problems and perspectives). - Revue générale des chemins de fer (1972).
-
(3) - SANTANERA - Oreste : FS and RENFE try out tilt-body prototype trains. - Railway Gazette International (2004).
-
(4) - CAMPOSANO - Italy’s Pendolino : a successful experiment, International Railway. - Journal (1979).
-
(5) - CAMPOSANO - Velocità economica ottimale per le nuove linee viaggiatori ad alta velocità (Optimal economic speedfor new high-speed passenger lines). - Ingegneria Ferroviaria (1975).
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