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Acoustique des transports ferroviaires

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Perspectives
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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5. Perspectives

Quelles sont les perspectives d’avenir ? Quelques observations :

l’augmentation des vitesses pour le TGV ne pourra se faire que si le phénomène aérodynamique de l’envol de ballast est maîtrisé comme pour le record du monde (lors de la conception, par des opérations de maintenance, de nettoyage…), afin de limiter la dégradation de l’état de surface des roues et du rail et donc le bruit de roulement, à la fois pour l’environnement et le confort acoustique. Une conception sur dalle est évidemment une autre solution ;
le développement d’une motorisation plus légère, comme celle à moteurs à aimants permanents, répartis sur l’ensemble des bogies, permet d’augmenter le nombre de places à longueur équivalente et d’améliorer la fiabilité du matériel du fait de moteurs plus nombreux. Cette architecture (difficile à mettre en place sur un TGV à 2 étages, quoique voir la rame du record) peut présenter cependant la difficulté déjà évoquée, de la tenue au vent du premier véhicule. Cette technique utilisée pour l’AGV a nécessité de nombreux essais ;
l’augmentation des vitesses entraîne celui du bruit aérodynamique (figure 39) pour l’environnement et le confort acoustique en basse fréquence des voyageurs. Les moyens de prédiction comme la méthode LBM permettront d’optimiser les formes ou les zones de turbulence pour réduire les sources aéroacoustiques ;
plébiscité pour ses atouts environnementaux, le trafic ferroviaire a toutes les chances d’augmenter dans les années à venir. D’autant que la réglementation nationale ou européenne est susceptible de limiter encore plus le bruit en environnement. Des solutions devront donc alors être trouvées ;
l’évolution des puissances de calcul et des logiciels permet d’envisager un futur où l’aérodynamique des trains sera entièrement calculée et testée par des ordinateurs surpuissants.

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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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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…

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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