Présentation
RÉSUMÉ
Tout système de freinage ferroviaire peut se subdiviser en deux grandes fonctions : la commande du freinage, et la production d'effort et dissipation d'énergie. Après un rappel des principales règles de conception de la commande du freinage d'un véhicule ferroviaire, cet article expose l'architecture générale de commande d'un système de freinage ferroviaire telle que définit par les normes européennes actuelles, puis décrit comment cette architecture peut se décliner technologiquement en trois grands systèmes: le frein pneumatique à air comprimé, le frein électropneumatique direct et le frein électrohydraulique. Pour chacun, les principes généraux de fonctionnement, ainsi que les principaux composants et sous-ensembles participant à la commande du freinage de chaque système sont détaillés.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Florent BRISOU : Ingénieur ENSEM - Senior technical expert systèmes de freinage, ALSTOM Transport (France)
INTRODUCTION
Le transport ferroviaire se distingue par plusieurs spécificités, parmi lesquelles :
-
l'objet mobile, à savoir le convoi ferroviaire (ou train), utilise un guidage (la voie ferrée) qui lui impose de circuler entre deux autres convois, lesquels circulent soit dans le même sens que lui (ligne à double voie), soit dans un sens opposé (ligne à voie unique). Sa circulation est donc, sauf cas de conduite dite « à vue » comme pour les réseaux de tramways, régie par des systèmes de signalisation qui vont minimiser à un niveau acceptable le risque de rattrapage ou de collision frontale entre deux trains. Par conséquent, la commande du freinage doit être conçue de manière à présenter un fonctionnement et des performances compatibles avec les exigences des différents systèmes de signalisation rencontrés en exploitation ;
-
l'objet mobile est justement un convoi, c'est-à-dire un assemblage de véhicules qui peuvent être identiques ou très différents. Ce convoi peut mesurer de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de longueur. La commande du freinage doit donc être conçue pour pouvoir assurer un fonctionnement et des performances compatibles avec des longueurs et typologies de convois très différentes ;
-
un convoi ferroviaire peut être composé de véhicules d'origines très différentes en termes de propriétaire, et il est donc important que la commande du freinage réponde à des normes ou spécifications d'interopérabilité, permettant les échanges de véhicules entre trains de différents opérateurs (au sein d'un même pays, ou entre pays).
Nous présentons ici l'architecture générale de la commande d'un système de freinage telle qu'elle est maintenant définie par les normes européennes, et telle qu'elle se présente d'une manière générale partout dans le monde, puis exposons comment cette architecture générale peut se décliner en trois grands types de systèmes de freinage, chacun ayant été développé pour s'adapter à des conditions d'exploitation et des contraintes d'interopérabilité différentes.
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
MOTS-CLÉS
DOI (Digital Object Identifier)
Présentation
Glossaire – DéfinitionsArticle inclus dans l'offre
"Systèmes ferroviaires"
(60 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
8. Conclusion
La particularité du convoi ferroviaire, pouvant être formé d'un à plusieurs dizaines de véhicules, a nécessité le développement de systèmes de freinage spécifiques à ce mode de transport. L'évolution des technologies et la mise en place de standards ont abouti au développement de trois grandes familles de systèmes de freinage, chacune étant adaptée à des conditions d'exploitation particulières.
Si le frein pneumatique à air comprimé reste très largement majoritaire pour d'évidentes raisons d'antériorité, de standardisation et d'environnement d'exploitation, le frein électropneumatique direct tend à se développer, en particulier dans le domaine du transport urbain. En effet, les progrès de l'électronique numérique et la mise en place de systèmes d'échanges de données capacitifs et performants à bord des véhicules ferroviaires ont permis la mise en place de lois et principes de commande sophistiqués, permettant une utilisation optimale des différents types de frein, et par là-même une réduction des coûts de maintenance via l'utilisation maximale des freins dynamiques.
Le frein électrohydraulique, quant à lui, reste pour l'instant cantonné à quelques applications spécifiques en raison des contraintes particulières liées à l'utilisation du fluide hydraulique, mais aussi du fait que l'environnement ferroviaire (en termes de vibrations notamment) est peu favorable au développement de cette technologie pour des vitesses de circulation supérieures à 100 km/h.
Si en termes d'actuation (production de l'effort de freinage), des investigations ont été menées en direction de la technologie électromécanique, en revanche la commande de freinage au niveau train a atteint aujourd'hui un niveau de développement, tant pour la commande pneumatique que pour la commande électrique, tel que peu de développements nouveaux devraient apparaître dans les prochaines décennies, bien qu'un saut de performance pour le freinage des trains de fret serait pertinent notamment dans le cas où le transport sous forme de rames blocs spécialisées devait se généraliser. Les progrès dans le domaine de l'électronique numérique permettront cependant d'améliorer probablement les performances en termes de traitement des informations, ainsi qu'en termes de surveillance et d'aide à la maintenance des équipements.
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Conclusion
Article inclus dans l'offre
"Systèmes ferroviaires"
(60 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOÎTEUX (M.) - Le frein pneumatique ferroviaire – Partie 1 – Généralités sur le frein UIC et sur le frein EP. - Chemins de fer, n° 407 (1991).
-
(2) - BOÎTEUX (M.) - Le frein pneumatique ferroviaire – Partie 2 – Les distributeurs. - Chemins de fer, n° 410 (1991).
-
(3) - BOÎTEUX (M.) - Le frein pneumatique ferroviaire – Partie 3 – Organes de commande. - Chemins de fer, n° 412 (1992).
-
(4) - BOÎTEUX (M.) - Le frein pneumatique ferroviaire – Partie 7 – Dispositifs engendrant ou contrôlant l'effort de freinage. - Chemins de fer, n° 430 (1995).
-
(5) - BOÎTEUX (M.) - Le frein pneumatique ferroviaire – Partie 8 – Dispositifs engendrant ou contrôlant l'effort de freinage. - Chemins de fer, n° 440 (1996).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Transport ferroviaire : systèmes de freinage ferroviaires – Cinématique et performances.
-
Transport ferroviaire : systèmes de freinage ferroviaires – Produire l'effort et dissiper l'énergie de freinage.
-
Matériel roulant ferroviaire – Architecture et conception mécanique.
NORMES
-
Applications ferroviaires – Freinage – Vocabulaire générique - EN14478 -
-
Applications ferroviaires – Freinage – Exigences concernant le freinage des trains tractés par locomotive - EN14198 -
-
Applications ferroviaires – Systèmes de freinage pour trains à grande vitesse – Partie 1 : exigences et définitions - EN15734-1 -
-
Applications ferroviaires – Systèmes de freinage pour trains automoteurs – Partie 1 : exigences et définitions - EN16185 -
-
Applications ferroviaires – Freinage – Distributeurs de freinage et robinet d'isolement - EN15355 -
-
Applications ferroviaires – Freinage – Relais pneumatiques - EN15611 -
-
Applications ferroviaires – Freinage – Valve accélératrice de vidange - EN15612 -
-
...
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
DAKO-CZ, as
FAIVELEY Transport
KNORR Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge
Nabtesco Corporation
WABTEC Corporation
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Association of American Railroads (AAR) http://www.aar.org
Union internationale des chemins de fer (UIC) https://www.uic.org
HAUT DE PAGE
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Article inclus dans l'offre
"Systèmes ferroviaires"
(60 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
L'expertise technique et scientifique de référence
Article inclus dans l'offre
"Systèmes ferroviaires"
(60 articles)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
