Maintenance & Entreprise n°663

LE CONTRÔLE ET L’ANALYSE NON DESTRUCTIVE
SOLUTIONS
ailleurs, les circuits de voie ont tendance
à être remplacés par des systèmes de
signalisation plus modernes comme
les compteurs d’essieux.
La réglementation impose donc un
contrôle positif du rail dont la fréquence
est définie par le tonnage supporté
par la voie et par la vitesse des trains
circulés. Un réseau fortement sollicité
doit ainsi être inspecté au moins quatre
fois par an.
Ces contrôles réglementés sont
complétés par des inspections
visuelles effectuées par les équipes
de maintenance lors de « tournées à
pied » qui peuvent être programmées
toutes les trois semaines dans certains
cas critiques. L’inspection visuelle ne
permet évidemment pas la détection
de défauts internes du rail.
Les moyens de détection de casse de rail actuels sont donc
problématiques à plusieurs titres : leur performance est
insatisfaisante et ils sont voués à disparaître (circuit de voie),
ils perturbent l’exploitation en monopolisant des sillons
de circulation (contrôles nondestructifs
réglementaires), ils
sont partiels en n’inspectant
que la surface visible du
rail (inspection visuelle). Il
faut ajouter qu’entre deux
contrôles non-destructifs, le
gestionnaire ne dispose pas
d’information sur l’état de santé
de son infrastructure pendant
plusieurs mois.
C’est pour répondre à ces
problématiques qu’Alstom
développe en partenariat avec le
CEA une solution innovante de
détection de casses et défauts de rail par propagation d’ondes
élastiques guidées. Cette solution comprend des transducteurs
piézo-électriques installés de façon permanente sur le rail et
connectés à des coffrets de bord de voie. Ces derniers assurent
le pilotage des transducteurs, le traitement local des signaux
et la communication de l’information vers un serveur de
supervision distant (voir figure 2).
Les campagnes d’essais sur site ont démontré une excellente
performance de détection de casse, y compris partielle, avec
une bonne propagation des signaux ultrasonores dans le
rail. La distance entre capteurs peut ainsi être portée à un
kilomètre. En mesurant les temps de vol des signaux, la solution
permet en outre une localisation précise du défaut. Grâce au
traitement local de l’information (edge computing), le volume
de données échangé avec le
serveur distant est réduit au
strict nécessaire, rendant
possible l’utilisation de
« Cette solution comprend
des transducteurs piézo-électriques
installés de façon permanente
sur le rail et connectés à des coffrets
de bord de voie. »
Figure 2
réseaux de communication
bas-débit de type LPWAN.
L’autonomie en énergie
de chaque coffret peut
être assurée par batterie
éventuellement rechargée
à l’aide de panneaux
photovoltaïques.
En installant des capteurs
sur le rail de façon
permanente, cette solution
est une application ferroviaire du SHM (Structural Health
Monitoring), approche déjà déployée dans les industries
aéronautique ou de la pétrochimie (monitoring de la corrosion
dans les tuyauteries). Grâce à une fréquence d’inspection
paramétrable, le gestionnaire d’infrastructure dispose ainsi
d’une mesure quasi continue de l’état de santé de son réseau,
sans perturber son exploitation. La détection précoce de défauts
et la surveillance de leur évolution permet l’optimisation de
toutes les activités de maintenance et ouvre la voie à des
stratégies de maintenance prédictive ●
Bastien Chapuis et Maxime Darbois
© DR
MAINTENANCE & ENTREPRISE • N°663 • Août - Septembre - Octobre 2021 I 13