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es mécanismes de génération du bruit de roulement
ferroviaire sont bien connus notamment grâce aux travaux
de D.J. Thompson [1] sur lesquels est basé le logiciel
TWINS [2]. Le bruit engendré par des défauts de surface
sur la roue et/ou sur le rail, le bruit d’impact, est moins
connu et il existe peu de références sur sa caractérisa-
tion expérimentale.
Le développement d’un modèle temporel de bruit de roule-
ment permet d’élargir la modélisation à celle du bruit d’im-
pact. La plupart des travaux concernant le bruit des points
singuliers sur la roue et/ou le rail tiennent compte de l’in-
fluence du défaut à travers les données d’excitation d’en-
trée et la géométrie des structures.
Par exemple, les modèles de rail en présence d’un joint
(figure 2 page suivante) restent les mêmes que dans le cas
de longs rails soudés (figure 1). Le joint de rail est repré-
senté dans les données de rugosité par un pic négatif de
la profondeur du joint (voir par exemple [3]).
L’essai en situation réelle, dont certains résultats sont
présentés dans ce papier, avait pour premier objectif de
vérifier que les hypothèses de modélisation des points
singuliers, comme les joints de rail ou les méplats sur
la roue, sont valides. Dans le cas contraire, la modé-
lisation du rail en présence d’un joint demanderait un
modèle vibratoire différent de celui d’un long rail soudé.
Cet essai permet aussi de fournir des données d’alimen-
tation et de validation du modèle temporel développé
pendant la thèse.
Fig. 1 : Longs Rails Soudés
Afin de pouvoir analyser les mesures au passage du train
d’essai, des mesures de caractérisation de la voie ont été
effectuées. En particulier, la rugosité de surface, la récep-
tance, et donc le taux de décroissance, ont été mesurés.
Les wagons du train d’essai étaient des wagons à essieux
simples, de type L5, afin de pouvoir différencier au maxi-
mum les contributions de chaque roue. Deux essieux ont
été sélectionnés pour leur surface régulière, c’est-à-dire
sans défaut. Sur l’un des deux, un méplat a été créé arti-
ficiellement (figure 3 page suivante) tandis que l’autre est
l’essieu de référence pour l’essai.
Caractérisation expérimentale du bruit
de roulement et du bruit d’impact
Virginie Delavaud,
Franck Poisson
SNCF-DIR
45, rue de Londres
75379 Paris
E-mail : virginie.delavaud@sncf.fr,
franck.poisson@sncf.fr
Christophe Gérault
SNCF-AEF
21, avenue du Président Allende
94407 Vitry sur Seine
E-mail : christophe.gerault@sncf.fr
Résumé
Le bruit de roulement est la principale source de bruit des transports ferroviaires, pour
un large intervalle de vitesses. Il est donc essentiel pour la SNCF de comprendre les
mécanismes de génération de celui-ci.
Jusqu’à maintenant la SNCF utilisait le logiciel TWINS (Track Wheel Interaction Noise
Software), basé sur une approche fréquentielle, pour prédire le bruit de roulement.
Bien que très efficace dans les cas de voies ballastées standard, en ligne droite,
ce logiciel est limité aux roues et aux rails sans défaut important. Une approche
temporelle a donc été envisagée, à travers des travaux de thèse, pour étendre la
modélisation du bruit de roulement à celle du bruit d’impact, dû aux discontinuités sur
l’une et/ou l’autre des deux structures.
Dans le cadre de cette thèse, un essai en situation réelle a été réalisé avec l’Agence
d’essai ferroviaire (AEF). Deux sites de mesures ont été installés sur la voie sélectionnée
pour l’essai ; le premier sur une zone équipée de longs rails soudés ou LRS et le second
sur une zone avec un joint de rail (JR). De plus, certains essieux du train d’essai ont été
spécialement sélectionnés pour leur défaut de surface (méplat, faux-rond, écaillage).
Nous présentons d’abord le résultat d’une analyse de corrélation des différentes lignes
de rugosité, mesurées en parallèle sur la roue et le rail. Puis nous présentons une
comparaison entre l’excitation due à la rugosité et la réponse vibratoire du rail sur le
site de mesure LRS. L’influence du choix de la ligne de rugosité mesurée sur le bruit
de roulement sera évaluée. Les cas d’une roue sans défaut et d’une autre présentant
un méplat seront traités. Enfin, le bruit au passage d’un joint de rail sera quantifié
dans différentes situations.
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