La traverse jumelée (BS)

Une nouvelle forme de traverses signée Heinrich CRONAU GmbH, Hombourg

Dans le but d'abaisser les frais d'entretien, Heinrich CRONAU GmbH a commencé à développer une voie à traverses jumelées au printemps 1996 avec le soutien du Comité Directeur et du Ressort Réseau de la Deutsche Bahn AG. La traverse jumelée en béton (BBS) est une forme de traverse nouvellement développée dont les caractéristiques sont les suivantes (ill. 1) :
- largeur double (57 cm) par rapport à la traverse en béton B 70,
- 2,40 m de longueur contre 2,60 m, soit 20 cm de moins,
- deux rigoles à eau à l'extérieur avec le point haut dans l'axe de la voie,
- une insertion en mousse rigide dans la zone non portante,
- en dehors de l'armature de précontrainte, une armature classique supplémentaire et
- pour le reste, des caractéristiques de construction (hauteur et stabilisation) identiques aux traverses en béton classiques (p. ex. B 70 W).

La construction des traverses donne lieu à une pose à plat sans fentes ne présentant pas la « case classique ». Seule une fente de pose de 3 cm de largeur apparaît (dans l'alignement), qui peut être fermée par un recouvrement (ill. 2).
Lors de la construction et de l'entretien, il faut impérativement bourrer la voie de traverses jumelées latéralement, c.-à-d. en amont des bouts de traverse.
Pour les travaux de bourrage, une machine de bourrage a été transformée au niveau de laquelle le groupe de bourrage a été tourné de 90 degrés sur un cadre mobile latéralement. La technique de bourrage a été testée et ajustée dans ses détails sur l'une des voies test du terrain de l'entreprise. Pour contrôler la qualité du bourrage, des traverses en plexiglas ont également été montées parallèlement aux traverses jumelées dans la voie test (ill. 3).
Une première section d'essai a été mise en service après 7 mois seulement de développement sur la voie rhénane à Waghäusel ; longueur 450 m, sollicitation des voies 65 000 tonnes de charge / jour, Vmaxi.=160 km/h, rayon=2 650 m, surhaussement=60 mm.
Après une sollicitation de 50 millions de tonnes de charge (sept. 1998), l'indice sur l'état de qualité est de 28, soit une assiette de voie bonne à très bonne. Suite aux bonnes expériences sur la section d'essai, un projet pilote entre Hombourg / Sarre et Bexbach a été commandé et réalisé en oct. / nov. 1997.
Une voie a été transformée avec des traverses jumelées sur une longueur de 6 km, la contre-voie classique ayant servi de parcours de référence. Données sur le parcours : vitesse autorisée jusqu'à 120 km/h, sollicitation de la voie 18 500, resp. 21 000 tonnes de charge/jour, rayons jusqu'à 350 m avec 135 mm de surhaussement.

Du fait de l'assiette et de la sollicitation quasiment identiques de la voie à traverses jumelées et de la voie de référence classique, les conditions préalables à des mesures de comparaison sont optimales. Les mesures effectuées jusqu'à présent donnent les résultats suivants pour la voie à traverses jumelées :
- stabilité de l'assiette de la voie élevée (mesures fréquentes par train automoteur d'auscultation de la voie),
- augmentation de la résistance transversale (+15%),
- accroissement de la transmission du bruit par l'air de 2 dB (A) qui peut être réduit de moitié avec une variante de protection antibruit,
- très faibles immissions de vibrations sonores et
- très bon affaissement (inférieur à 50%).
En août / septembre, une autre section du projet pilote entre Neunkirchen / Sarre et Bexbach a été dotée de la voie à traverses jumelées sur une longueur de 5 km. Sur cette section, la structure du sous-sol est diverse et cinq ponts sont concernés. Un contrat d'entretien de plusieurs années a été conclu avec le site d'exploitation pour les projets pilotes.
On attend de la voie à traverses jumelées des frais d'entretien réduits ; en voici les détails :

• Pression superficielle réduite La pression superficielle entre la traverse et le ballast diminue de 36%. Ceci contribue largement à améliorer la stabilité de l'assiette d'après les enquêtes de l'ORE et de la TU Munich.
• Résistance transversale accrue Les mesures de résistance transversale n'ont pu, pour le moment, qu'être réalisées au niveau de la section d'essai. Pour la première fois, des mesures ont été effectuées dans la courbe de surhaussement Ü=60 mm. La résistance transversale augmente de 15% (73% avec protection antibruit).
• Moins d'eau en surface Grâce aux deux rigoles à eau logées dans la traverse jumelée ainsi qu'au recouvrement des fentes, env. 50% de l'eau en surface est éloignée par l'infrastructure portante directement. Le détrempage du sous-sol est ainsi réduit, de même que les risques de gel.
• Bourrage d'avant-bout moins préjudiciable Le bourrage d'avant-bout nouvellement développé (ill. 4 et 5) apporte également des avantages. L'enfoncement et le maniement des pioches à bourrer entravent, lors du bourrage de case classique, la qualité du ballast et endommagent le bord inférieur de la traverse et de l'infrastructure. De plus, lorsque la pioche est ressortie, ceci ameublit le ballast. Le bourrage d'avant-bout permet d'éviter largement ces désagréments.
• Nettoyage du ballast Le ballast porteur ne peut pas être sali grâce à la pose à plat des traverses jumelées et au recouvrement des fentes supplémentaire. Le nettoyage du ballast se réduit aux avant-bouts. L'absence d'encrassement au niveau du ballast a un effet positif sur la stabilité de l'assiette.
• Contrôle de la végétation Le profil du ballast est couvert par la traverse jumelée et le recouvrement de fente dans la partie portante. Les plantes ne peuvent pas se développer dans cette partie. Les aspects importants du contrôle de la végétation :
  - observer les moyens de tension et
  - éviter les impuretés sur le ballast sous la traverse. Le problème du contrôle de la végétation est considérablement réduit et simplifié.

Coûts : les attentes et les avantages fondés sont contrebalancés par les investissements supérieurs. En raison des surcoûts de la traverse, du volume de transport double et du recouvrement des fentes supplémentaire, les coûts sont 10 à 20% supérieurs à la superstructure classique. A moyen terme, ces surcoûts sont cependant compensés par les frais d'entretien réduits. Des investissements évitables donnent par exemple lieu à des économies de coûts directes dans des cas de
- compression accrue du ballast, d'absence de pose sous-natte de ballast ou de radier pour les traverses,
- problèmes de vibrations sonores, surcoûts évitables,
- problèmes de hauteur (p. ex. de la caténaire) (sous-ballastage plus faible) et
- problèmes dans l'infrastructure.
Certains secteurs y trouveront également des domaines d'application intéressants, p. ex.
- pour les passages à niveaux, le passage à niveau a déjà été installé à Karlsruhe (BBS-BÜ)
- pour les voies de garage de locomotives pour des raisons écologiques, les concepts ont été discutés avec les autorités de protection de l'environnement et ont fait l'objet d'une demande d'autorisation (BBS-LOK) et
- pour un système de contrôle des roues en cas de déraillement (Eschede) (BBS-RLS).

Heinrich Cronau GmbH i. L. est partenaire d'Eurobalt II, un groupe de travail composé de 7 administrations ferroviaires, de 5 instituts de recherche et de 2 entreprises de réalisation d'infrastructure travaillant sur le thème : « Les limites des voies sur traverses ».

Pour davantage de renseignements : Heinrich Cronau GmbH i. L. ... Zum Lokschuppen, 66424 Homburg