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Acoustique des transports ferroviaires

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Moyens d’essais et de calcul
L’aérodynamique ferroviaire

Auteur(s) : Louis-Marie CLEON

Date de publication : 10 mai 2018

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Roulement ferroviaire - Aspect mécanique de traction

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4. Moyens d’essais et de calcul

4.1 Méthodes et moyens d’essais

En métrologie fluidique, il existe une grande quantité de moyens de mesure, donnant l’accès aux différentes grandeurs, principalement la pression, la température et la vitesse. Parmi ces méthodes, on peut citer deux types :

les méthodes intrusives dans lesquelles les mesures sont obtenues en plaçant des dispositifs à l’intérieur de l’écoulement et de ce fait pouvant les perturber. À titre d’exemple, nous pouvons citer les tubes de Pitot pour la mesure de pression totale, ou indirectement de vitesse et le fil chaud pour la mesure de vitesse ;
les méthodes non intrusives dans lesquelles on emploie des dispositifs qui ne perturbent pas l’écoulement, ou du moins à des niveaux acceptables pour la mesure. Les mesures optiques sont généralement considérées comme non intrusives. Parmi celles-ci, les méthodes de vélocimétrie par images de particules (PIV), l’anémométrie laser Doppler (LDA) sont employées pour la mesure de vitesse.

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4.1.1 Mesure de vitesse au tube de Pitot

Le tube de Pitot (figure 46) est un élément constitué de deux tubes coudés concentriques dont les orifices, en communication avec le fluide dont on veut mesurer la vitesse, sont disposés de façon particulière :

l’un est placé orthogonalement au déplacement. Il est dans un fluide dont la vitesse relative est la vitesse à mesurer et dont la pression statique est la pression ambiante ;
l’autre est placé dans le sens de l’écoulement. Il a une vitesse relative nulle et une pression totale, somme de la pression dynamique et de la pression statique. Un manomètre différentiel fournit la différence des deux, c’est-à-dire la pression dynamique.

Ce résultat est obtenu en application du théorème de Bernoulli : au sein de l’écoulement stationnaire d’un fluide parfait incompressible,...

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - BELL (R.), BURTON (D.), THOMPSON (M.), HERBST (A.), SHERIDAN (J.) - Wind tunnel analysis of the slipstream and wake of a high-speed, - Journal of Wind Engineering and industrial Aerodynamics 134-2014.
(2) - OZAWA (S.) - Aerodynamic forces on train, - JSME 1990 ; 900-37.
(3) - VERGNAULT (E.), MALASPINAS (O.), SAGAUT (P.) - Noise source identification with the Lattice Boltzmann method. - J. Acoust. Soc. Am. 133, 1293-1305 (2013).
(4) - RICOT (D.) - Simulation numérique d’un écoulement affleurant une cavité par la méthode Boltzmann sur Réseau et application au toit ouvrant de véhicules automobiles. - PhD thesis, École Centrale de Lyon (2002).
(5) - BAKER (C.) - The flow around high speed trains. - Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics.

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Normes et standards

Règlement (UE) n° 1302/2014 de la Commission du 18 novembre 2014 – STI (Spécification Technique d’Interopérabilité) « Matériel roulant – Locomotives et matériel roulant destiné au transport de passagers »

Norme EN-14067-6) NF EN 14067-6 Mai 2010

Applications ferroviaires – Aérodynamique – Partie 6 : exigences et procédures d’essai pour l’évaluation de la stabilité vis à vis des vents traversiers

NF EN 14067-5+A1 Janvier 2011

Applications ferroviaires – Aérodynamique – Partie 5 : exigences et procédures d’essai pour l’aérodynamique en tunnel

NF EN ISO 3095 Octobre 2013

Acoustique – Applications ferroviaires – Mesurage du bruit émis par les véhicules circulant sur rails – Applications ferroviaires

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2 Annuaire

ARIA Technologies se consacre exclusivement, depuis sa création en 1990, à l’étude de l’environnement atmosphérique, et en particulier à la simulation numérique de la dispersion des polluants atmosphériques.

http://www.aria.fr

AREP est la filiale d’urbanisme, d’architecture, et d’ingénierie de SNCF Gares et connexions, elle a été créée en 1997.

http://www.arep.fr

L’ONERA (Office national d’études et de recherches aérospatiales) est le principal centre de recherche français dans le domaine de l’aérospatiale.

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CONTEXTE

1.1 - Bref historique de l’histoire de l’aérodynamique, de l’aviation au train
1.2 - Enjeux pour le transport ferroviaire
1.3 - Spécificités ferroviaires par rapport aux autres modes de transport

2 - LES DIFFÉRENTS PHÉNOMÈNES AÉRODYNAMIQUES DE TRAÎNÉE : PRESSION, COUCHE LIMITE LAMINAIRE, TURBULENCE…

Quiz d'entraînement

3 - CONSÉQUENCES ET DOMAINES FERROVIAIRES CONCERNÉS

3.1 - La résistance à l’avancement
3.2 - La sécurité vis-à-vis du renversement du train sur les sites présentant de forts vents traversiers
3.3 - Le passage et le croisement de trains
3.4 - Les écoulements sous caisse et l’envol de ballast
3.5 - Le bruit aéroacoustique
3.6 - Le confort tympanique et acoustique lors des traversées de tunnel
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3.7 - Le fonctionnement des appendices (essuie-vitres, pantographe) et des entrées d’air