Performances, confort et sécurité de circulation
La pendulation ferroviaire : principes, performances, applications et perspectives

1 - Contexte

2 - Besoins et défis techniques associés à la pendulation

• 2.1 - Besoins : considérations qualitatives
  Figure 1 - Graphique comparatif des profils de vitesse conventionnel et pendulaire
• 2.2 - Aspects fonctionnels
  Figure 2 - Schéma d’architecture fonctionnelle d’un système de pendulation standard (Alstom) Figure 3 - Illustration des défis techniques supplémentaires liés à la pendulation (gauche) et vue de principe de la pendulation (droite) (N. Kuka)
• 2.3 - Défis techniques supplémentaires liés à la pendulation
• 2.4 - Pendulation active et pendulation passive : définitions et distinctions
  Figure 4 - Illustration des différents principes de pendulation ferroviaire (G. Hauser)
• 2.5 - Caractéristiques générales de la pendulation passive

3 - Performances, confort et sécurité de circulation

• 3.1 - Performance intrinsèque : compenser l’insuffisance de dévers
  Figure 5 - Illustration des accélérations mises en jeu (gauche) et des forces de ripage quasi statiques en fonction de la NCA (droite) (N. Kuka)
• 3.2 - Amélioration du confort
  Figure 6 - Exemple d’indices P CT selon la norme EN 12299 Figure 7 - Influence de la mise au point du système de pendulation sur l’indice P CT sur la voiture de tête Figure 8 - Influence de la mise au point du système de pendulation sur l’indice P CT sur une voiture intermédiaire Figure 9 - Illustration des grandeurs physiques entre trains pendulaire et conventionnel (N. Kuka) Figure 10 - Perception du confort par les passagers sans pendulation, avec pendulation réactive et avec pendulation anticipative (source SBB, Nov. 2009) Tableau 1
• 3.3 - Sécurité de circulation : critères et évolution du référentiel normatif
  Figure 11 - Variation du critère ΣY/ΣY lim quasi statique en fonction du rayon de courbure et sa décomposition du critère – comparaison entre trains conventionnel et pendulaire (N. Kuka) Figure 12 - Norme EN 14363 – analyse statistique : distribution unidimensionnelle (Alstom) Figure 13 - Norme EN 14363 – analyse statistique : distribution bidimensionnelle (Alstom) Figure 14 - Illustration du critère de renversement (Alstom) Figure 15 - Effets d’une défaillance du système de pendulation sur la sécurité de circulation (N. Kuka, R. Verardi) Figure 16 - Simulation du comportement dynamique d’une rame pendulaire en conditions nominale et dégradée (R. Verardi, SIMPACK)

4 - Spécificités techniques des trains pendulaires

• 4.1 - Interfaces affectées par la pendulation
  Figure 17 - Illustration des interfaces du système de pendulation Tableau 2
• 4.2 - Descriptif d’un système de pendulation « type »
  Figure 18 - Schéma de principe d’un algorithme réactif Figure 19 - Logique de contrôle en boucle fermée Figure 20 - Algorithme anticipatif Tiltronix™ Figure 21 - Comparatif des commandes calculées à partir des algorithmes réactif et anticipatif Tiltronix™ Figure 22 - Illustration de l’architecture électronique « standard » Figure 23 - Schéma d'un actionneur électromécanique Figure 24 - Schéma de distribution pour un actionnement hydraulique Figure 25 - Schéma d'un actionneur hydraulique
• 4.3 - Architecture d’une rame pendulaire
  Figure 26 - Principe de rame articulée (N. Kuka) Figure 27 - Bout supporté, vue de coupe de l’articulation, bout porteur Figure 28 - Butée mécanique inter-caisses Figure 29 - Illustration de la transmission New Pendolino par cardan
• 4.4 - Design du bogie
  Figure 30 - Illustration des architectures TASS et TBSS, et illustration de la cinématique de pendulation avec mécanisme à bielles et déplacement de caisse (N. Kuka, R. Verardi) Figure 31 - Déplacement latéral de caisse sans et avec HOD Figure 32 - Principe et intégration du HOD Figure 33 - Position du CIR et du CoG en fonction de I'angle de pendulation : comparaison entre bielles et rouleaux (G. Hauser) Figure 34 - Mécanisme de pendulation à bielles Figure 35 - Mécanisme de pendulation à rouleaux Figure 36 - Illustration du couple de recentrage Figure 37 - Intégration des actionneurs de pendulation (rouge) et des HOD (bleu) sur un bogie de New Pendolino
• 4.5 - Design de caisse
  Figure 38 - Déplacement du CoR et du CoG pendant le mouvement de pendulation, section transversale de caisse Figure 39 - Étude de gabarit
• 4.6 - Captage
  Figure 40 - Principe de montage du pantographe sur le bogie Figure 41 - Principe du système de contre-pendulation du pantographe

5 - Applications

• 5.1 - Les rames Pendolino, « Made in Italy »
  Figure 42 - Rames Pendolino conçues et fabriquées par Alstom Ferroviaria Figure 43 - Vue du bogie Pendolino de 2e génération Figure 44 - Rames conventionnelles dérivées de Pendolino Tableau 3
• 5.2 - ICN, WCML : la technologie pendulaire Alstom Suisse
  Figure 45 - ICN des CFF et WCML avec sa livrée Virgin
• 5.3 - Avelia Liberty, la pendulation au service de la grande vitesse américaine
  Figure 46 - L’Avelia Liberty pour Amtrak avec sa livrée Acela

6 - Perspectives

7 - Glossaire

8 - Sigles, notations et symboles