Vers un wagon fret nouvelle génération ?

[Francis]

... des actionneurs électro-mécaniques nécessiteraient une puissance électrique importante. Or pour des raisons de coût, la production d'énergie électrique ne pourrait se faire qu'à bord de la loc, et l'alimentation des actionneurs, pour des raisons de simplicité et de rusticité des unités locales sur wagons, à la tension de la batterie. Or même si cette dernière tend à se standardiser en Europe à 110 V, cela repésenterait tout de même un ampérage très élevé sur la ligne de train, ce qiu deviendrait rédhibitoire pour celle-ci.

Bonjour,

il me semble possible de contourner ce problème sans trop de difficultés (un peu d'électronique de puissance).

A+

[BB 26028]

...
En effet, des actionneurs électro-mécaniques nécessiteraient une puissance électrique importante. Or pour des raisons de coût, la production d'énergie électrique ne pourrait se faire qu'à bord de la loc, et l'alimentation des actionneurs, pour des raisons de simplicité et de rusticité des unités locales sur wagons, à la tension de la batterie. Or même si cette dernière tend à se standardiser en Europe à 110 V, cela repésenterait tout de même un ampérage très élevé sur la ligne de train, ce qiu deviendrait rédhibitoire pour celle-ci.
...

Dans un train de fret actuel, l’énergie permettant de freiner les wagons est 100% pneumatique. Elle est fournie par le compresseur (alimenté en courant électrique !) de l’engin moteur. Toute cette installation se caractérise par un rendement … très inférieur à ce que l’on est permis d’attendre d’un système tout électrique. Sous cet aspect, il ne me paraît donc pas absurde de penser à une solution de freinage électromécanique. Alors c’est vrai qu’il ne faut pas confondre énergie et puissance. Mais, après tout, la différence entre les deux n’est qu’une dérivée, non ?

Si je dois rester paralysé, voir crever, à cause d’une tension de 110V, je me dépêche d’en changer. Et c’est d’autant plus facile aujourd’hui avec la tendance vers une plus grande spécialisation des outils de production. Les normes sont au service de la technologie et non l’inverse. Pas vrai ?

Il y a une grosse vingtaine d’année, le microcosme ferroviaire (français) avait jeté l’anathème sur les freins à disques flasqués sur roue. Et ce pour tout un tas de bonnes raisons. Aujourd’hui, ces mêmes disques essaiment sur les 36000 etc… On pourrait multiplier les exemples…

Le gros problème est que le type d’entreprises qui ont la capacité d’étudier un frein à disque électromécanique ne sont pas forcément des équipementiers ferroviaires. Et, comme il a été dit sur ce forum, il est difficile pour une boite qui n’est pas de la « famille » de pénétrer le marché. De plus, certains équipementiers ferroviaires actuels verraient d’un très mauvais oeil ce type de démarche. Forcément !

Quand je vois que des constructeurs automobiles pensent à commercialiser dans un avenir pas si lointain des voitures (et des camions … ?) fonctionnant avec une pile à combustible, je me demande si mon pauvre wagon de fret n’est pas en train de rater une page de l’Histoire de la technologie. Réagissons !

[BP]

Pour ce qui est de l'attelage automatique, je me permets de répéter en substance ce que j'avais dit ici : l'occasion a été ratée dans les années 70, et ne se représentera probablement pas sans un systême assurant une certaine compatibilité entre wagons à attelages à vis et à attelage automatique :

Ce qui est possible, les Class 66 de EWS (ou du moins certaines) sont équipées d'un attelage automatique (type AAR) escamotable (sur le côté) permettant de dégager l'attelage à vis standard. Les deux types d'attelages sont donc utilisables selon les besoins sur la même loco.
Il y a en GB des wagons fret équipés seulement d'attelages automatiques (constitués en rames bloc, de tombereaux à ferraille par exemple).

J'ai vu aussi des voitures voyageurs (anciennes et maintenant retirées du service) équipées d'attelages automatiques (toujours du Janney) escamotables (basculant vers le bas cette fois pour s'effacer), donc la pratique ne date pas d'hier.

[travapeur]

Bonjour à tous,

Enfin une discussion constructive et non partialle (ou partielle)
Bravo, continuez dans ce genre.

Salutations ferroviaires.

Travapeur

[CRL COOL]

Bonjour

Passer à l'attelage automatique pour augmenter la longueur des trains, pourquoi pas... sauf qu'un obstacle important s'oppose foncièrement à cette augmentation, sauf des cas particuliers imposant des contraintes d'exploitation sévères : aujourd'hui, aucune infrastructure (faisceaux d'escale, triages et surtout évitements en ligne) n'est prévue pour recevoir des trains nettement plus longs que les 750 m généralement admis.

De mémoire (mais les ADC et agent circulation qui passent ici confirmeront / infirmeront), on doit pouvoir aller sans trop de soucis sur certaines lignes
jusqu'à 850 m. Mais au-delà, cela pose des soucis d'exploitation.

C'est vraisemblablement l'une des raisons d'abandon du projet de train long en Europe, et de son corollaire frein électronique (ça s'appelait FEBIS à l'époque).

Salut !

Les RT 5101 à 5108 (ligne de Paris à Marseille) précisent au §5 que des trans n'excédant pas 800m peuvent circuler entre Valenton et Marseille.

[Florent]

Bonsoir

hum...

les freins à disques ont été abandonnés sur la première génération de TGV Duplex, et le moins qu'on puisse dire, c'est que les freins à disque des AGC et des remorques de TGV est plus que bruyant, sans compter les problèmes de pollution des tables de roulement, allant jusqu'à poser des problèmes de shuntage des circuits de voie (cas des X 73500), sans parler des conditions d'adhérence dégradées, à cause de l'absence de nettoyage des tables de roulement par des sabots de freins, autre qu'en fonte.

par contre, il suffit d'écouter le passage de différents wagons de marchandises pour constater que les moins bruyants sont les wagons-poches (Kangourou) équipés en semelles composites et cylindres de frein entre les essieux.

les autres wagons émettent un bruit de ferraille roulante impressionnant, avec toutes les timoneries, ressorts de suspension (surtout à vide) qui brinqueballent dans tous les sens.

Attention ! Il ne faut pas tout confondre !... L'abandon des freins à disques sur Duplex n'a concerné que les disques flasqués dans les roues des bogies moteurs, et parce que de plus l'architecture et le disque adopté sur le bogie moteur ne convenaient pas pour une application grande vitesse (niveau de sollicitation en freinage + niveau vibratoire sur le bogie).

Cela ne remet absiolument pas en cause le frein à disque en général, et le frein à disque de roue en particulier. Même s'il est clair que le disque calé sur essieu est nettement plus capacitif et intéressant en maintenance que le disque de roue : pour le coup, un disque de roue en matériel fret serait une hérésie pure vue qu'il y a de la place sur les essieux...

Quant au bruit émis, comme j'ai indiqué la solution blocs de freinage + semelle composite serait certainement un grand pas pour améliorer l'efficacité du freinage tout en réduisant considérablement le bruit. Mais c'est une solution nettement plus coûteuse que la solution actuelle (cylindre unique, timonerie, semelle fonte), ce qui n'est pas négligeable pour du matériel fret vu le contexte actuel.

Dans un train de fret actuel, l’énergie permettant de freiner les wagons est 100% pneumatique. Elle est fournie par le compresseur (alimenté en courant électrique !) de l’engin moteur. Toute cette installation se caractérise par un rendement … très inférieur à ce que l’on est permis d’attendre d’un système tout électrique. Sous cet aspect, il ne me paraît donc pas absurde de penser à une solution de freinage électromécanique. Alors c’est vrai qu’il ne faut pas confondre énergie et puissance. Mais, après tout, la différence entre les deux n’est qu’une dérivée, non ?

Si je dois rester paralysé, voir crever, à cause d’une tension de 110V, je me dépêche d’en changer. Et c’est d’autant plus facile aujourd’hui avec la tendance vers une plus grande spécialisation des outils de production. Les normes sont au service de la technologie et non l’inverse. Pas vrai ?

Il y a une grosse vingtaine d’année, le microcosme ferroviaire (français) avait jeté l’anathème sur les freins à disques flasqués sur roue. Et ce pour tout un tas de bonnes raisons. Aujourd’hui, ces mêmes disques essaiment sur les 36000 etc… On pourrait multiplier les exemples…

Le gros problème est que le type d’entreprises qui ont la capacité d’étudier un frein à disque électromécanique ne sont pas forcément des équipementiers ferroviaires. Et, comme il a été dit sur ce forum, il est difficile pour une boite qui n’est pas de la « famille » de pénétrer le marché. De plus, certains équipementiers ferroviaires actuels verraient d’un très mauvais oeil ce type de démarche. Forcément !

Quand je vois que des constructeurs automobiles pensent à commercialiser dans un avenir pas si lointain des voitures (et des camions … ?) fonctionnant avec une pile à combustible, je me demande si mon pauvre wagon de fret n’est pas en train de rater une page de l’Histoire de la technologie. Réagissons !

Je vais me répéter, mais personnellement je ne crois pas à l'actionneur électro-mécanique en freinage, du moins pas en application type rame tractée/fret. La seule application qui pouvait paraître intéressante est le tramway.

En effet, c'est una ctionneur de toute façon mécaniquement complexe, donc nécessairement fragile vis-à-vis des niveaux vibratoires importants que l'on rencontre dès qu'on dépasee 70-80 km/h. Et la maintenance deviendrait, à mon sens, prohibitive en termes de coût.

Qui plus est, quelle que soit la tension adoptée, la ligne de train d'alimentation serait de toute façon volumineuse, donc chère (au prix du cuivre...) en comparaison de la même longueur de tuyauterie.

Enfin, imaginer un système tout électrique pose le problème de la sécurité : obtenir le même niveau que le frein pneumatique actuel entraînerait immanquablement des coûts là aussi prohibitifs du matériel, incompatible avec le matériel fret.

Coyez-en les américains, toujours très pragmatiques sur ce genre de sujet : si le choix a été fait, pour l'ECP Brake, de conserver l'actuation pneumatique et d'assurer la sécurité via le frein pneumatique, la commande par bus informatique n'assurant que le freinag de service, c'est bien parce qu'il s'agit du meilleur compromis technico-économique...

Salut !

[Francis]

Attention ! Il ne faut pas tout confondre !... L'abandon des freins à disques sur Duplex n'a concerné que les disques flasqués dans les roues des bogies moteurs, et parce que de plus l'architecture et le disque adopté sur le bogie moteur ne convenaient pas pour une application grande vitesse (niveau de sollicitation en freinage + niveau vibratoire sur le bogie).

Cela ne remet absiolument pas en cause le frein à disque en général, et le frein à disque de roue en particulier. Même s'il est clair que le disque calé sur essieu est nettement plus capacitif et intéressant en maintenance que le disque de roue : pour le coup, un disque de roue en matériel fret serait une hérésie pure vue qu'il y a de la place sur les essieux...

Quant au bruit émis, comme j'ai indiqué la solution blocs de freinage + semelle composite serait certainement un grand pas pour améliorer l'efficacité du freinage tout en réduisant considérablement le bruit. Mais c'est une solution nettement plus coûteuse que la solution actuelle (cylindre unique, timonerie, semelle fonte), ce qui n'est pas négligeable pour du matériel fret vu le contexte actuel.





Je vais me répéter, mais personnellement je ne crois pas à l'actionneur électro-mécanique en freinage, du moins pas en application type rame tractée/fret. La seule application qui pouvait paraître intéressante est le tramway.

En effet, c'est una ctionneur de toute façon mécaniquement complexe, donc nécessairement fragile vis-à-vis des niveaux vibratoires importants que l'on rencontre dès qu'on dépasee 70-80 km/h. Et la maintenance deviendrait, à mon sens, prohibitive en termes de coût.

Qui plus est, quelle que soit la tension adoptée, la ligne de train d'alimentation serait de toute façon volumineuse, donc chère (au prix du cuivre...) en comparaison de la même longueur de tuyauterie.

Enfin, imaginer un système tout électrique pose le problème de la sécurité : obtenir le même niveau que le frein pneumatique actuel entraînerait immanquablement des coûts là aussi prohibitifs du matériel, incompatible avec le matériel fret.

Coyez-en les américains, toujours très pragmatiques sur ce genre de sujet : si le choix a été fait, pour l'ECP Brake, de conserver l'actuation pneumatique et d'assurer la sécurité via le frein pneumatique, la commande par bus informatique n'assurant que le freinag de service, c'est bien parce qu'il s'agit du meilleur compromis technico-économique...

Bonjour,

C'est peut-être le meilleur compromis économique compte tenu de l'héritage du passé, pas forcément dans l'absolu, mais admettons ... Toujours est-il que ces mêmes américains sont convaincus qu'il y aura de plus en plus de dispositifs électroniques sur les wagons de fret pour contrôler, outre le freinage, les boites d'essieu, le comportement acoustique et vibratoire du wagon, le comportement du chargement, etc ... Donc je crois qu'on a quand même intérêt à réfléchir sur des évolutions du wagon allant dans le sens de l'introduction de l'électronique et du dialogue continu entre cette électronique et le responsable du train.

A+

[BP]

Pour finir, la réduction des nuisances sonores n'a aucun lien avec l'énergie utilisée pour la génération d'effort, mais plutôt à la technologie de friction utilisée. Un frein à disque seul (meilleure solution pour réduire les nuisances sonores au freinage, mais aussi hors phase de freinage : absence totale de dépolissage de la table de roulement) sera de toute façon plus cher qu'un frein à semelles. Son adoption sur matériel fret doit donc être validée par un retour sur investissement largement inférieur à la vie du wagon (sachant que le frein à disque est aussi beaucoup plus cher en maintenance). C'est cependant une solution qui risque de s'imposer si l'on souhaite rouler vite (quoique jusqu'à 160, cela n'est pas nécessaire).

A mon grand étonnement, j'ai vu que certains wagons à essieux en GB étaient équipés de frein à disque flasqués sur les roues (de vulgaires wagons plats à 2 essieux de l'infra et des trémies à essieux pour transport de cailloux similaires au train Redland qui avait circulé en France). Pour les plats à essieux, ils ne semblaient pas tout jeunes en plus.

Je suis étonné aussi que les Américains veuillent passer au ECP Brake alors que pour des raisons de coût, leur frein pneumatique actuellement n'est même pas modérable au desserage (triples valves, pas de distributeurs).

[Florent]

Bonjour Benoît

A mon grand étonnement, j'ai vu que certains wagons à essieux en GB étaient équipés de frein à disque flasqués sur les roues (de vulgaires wagons plats à 2 essieux de l'infra et des trémies à essieux pour transport de cailloux similaires au train Redland qui avait circulé en France). Pour les plats à essieux, ils ne semblaient pas tout jeunes en plus.

Etonnant en effet, surtout pour du matériel fret destiné à du vrac et sachant, comme déjà indiqué, qu'en dessous de 160 km/h en gros point besoin réel d'un frein à disque dont le coût est très nettement supérieur au frein à semelles.

Je suis étonné aussi que les Américains veuillent passer au ECP Brake alors que pour des raisons de coût, leur frein pneumatique actuellement n'est même pas modérable au desserage (triples valves, pas de distributeurs).

Justement l'ECP Brake apporte beaucoup plus de souplesse en termes d'exploitation que le frein pneumatique, ce dernier fusse-t-il modérable au desserrage.

Par contre, le matériel américain est bien équipé de distributeurs de frein, mais le distributeur AAR n'est effectivement pas modérable au desserrage (comme la triple-valve). Cela n'a pas pour origine le coût en soit du distributeur (un distributeur AAR modérable au desserrage et produit en très grande série ne serait guère plus cher qu'un distributeur actuel), mais plutôt le coût global que représenterait la transformation de l'imposante flotte de wagons en service aux USA... Sans compter la nécessité d'adapter les standards AAR et d'homologuer de nouveaux distributeurs...

La voie de l'ECP Brake a paru, en ce sens, bien plus efficace économiquement, même si unitairement au wagon elle est probablement plus chère (mais comme indiqué, le retour sur investissement est très rapide).

Salut !

[BB 26028]

La circonspection de Florent (et d’autres) vis à vis d’une solution technologique comme un frein électromécanique me semble tout à fait justifiée … actuellement ! Il est vrai qu’en proposant ce système, j’étais bien conscient d’aller à contre courrant de tout ce qu’il se fait actuellement dans ce domaine.

Mais …

Peut-être ne suis-je pas à la page, mais je ne connais pas d’étude récente sérieuse sur la faisabilité ou les essais d’un frein à disque électromécanique. Partisans ou détracteurs de cette solution technologique, nous ne faisons qu’alimenter le débat avec des présupposés, tous aussi intéressants soient-ils, mais dont il est difficile de juger de l’objectivité.

Alors …

Concrètement, ne serait-il pas possible, par exemple, de faire plancher sur la question quelques élèves ingénieurs ? Cela permettrait de faire avancer nos connaissances à moindre coût. Et puisqu’il s’agit d’étudier un futur hypothétique standard européen, on doit bien pouvoir trouver un financement quelconque, non ? Je veux bien donner un petit coup de main, bénévolement, si ça peut être utile.

Si nous ne pouvons pas faire évoluer nos wagons sensiblement, alors il ne faut pas espérer pouvoir sauver le fret ferroviaire face à la concurrence routière.

[BP]

Hello,

Etonnant en effet, surtout pour du matériel fret destiné à du vrac et sachant, comme déjà indiqué, qu'en dessous de 160 km/h en gros point besoin réel d'un frein à disque dont le coût est très nettement supérieur au frein à semelles.

J'essayerai de faire une photo à l'occasion.

Par contre, le matériel américain est bien équipé de distributeurs de frein, mais le distributeur AAR n'est effectivement pas modérable au desserrage (comme la triple-valve). Cela n'a pas pour origine le coût en soit du distributeur (un distributeur AAR modérable au desserrage et produit en très grande série ne serait guère plus cher qu'un distributeur actuel), mais plutôt le coût global que représenterait la transformation de l'imposante flotte de wagons en service aux USA... Sans compter la nécessité d'adapter les standards AAR et d'homologuer de nouveaux distributeurs...

Merci pour la précision sur les distributeurs, j'en étais resté aux triples valves...
Mais je ne comprends toujours pas bien comment un investissement aussi considérable que le ECP puisse être engagé alors qu'on n'a pas envisagé la généralisation de la modération au desserage, pourtant au coût certainement plus modeste.

[Florent]

Bonjour

Pour revenir à l'actionneur électro-mécanique : ce n'est pas resté juste qu'une idée papier, puisqu'il a été appliqué sur le tramway de Nantes (10 ans de mise au point et une maintenance que je crois être très délicate), puis a fait l'objet d'un re-développement complet avec application sur les 7 véhicules du tramway de Debrecen, en Rép Tchèque. SIEMENS l'avait par ailleurs installé sur un de ses véhicules d'essais.

Toutes ces expériences ont démontré que cette solution n'est pas viable aujourd'hui pour plusieurs raisons, dont la fragilité mécanique du système (c'est le point faible à Nantes). Et cela sur un tram sur une voie en bon état, à Vmax 70 km/h... Que penser alors d'une exploitation à 100-120 km/h sur des voies parfois en état limite ?...

Ma réticence n'est donc pas idéologique, mais basée sur un retour d'expérience. Et je parle en connaissance de cause car personnellement j'ai au début poussé cette technologie lors de la genèse du CITADIS à la fin des années 90, mais ai dû très vite me faire une raison...

Salut !

[BB 26028]

Faut regarder ce qui se fait ailleur dans l'industrie. Ex tout récent : sur des métiers à tisser "bourrés de vibrations" où l'on a installé avec succès un "couteux" système électromécanique à la place d'actionneurs pneumatiques. Impensable il y a 10 ans.

Que dire de toute cette électromécanique poussée installée à proximitée de presses hydro (par ex.) dans des ambiances ... particulièrement insalubre !

Le chemin de fer pourrait s'inspirer de ce que l'on fait ailleurs ...

Il y a quelques années, évoquer le bimode aurait fait sourire... Et la fermeture électromécanique des portes ? C'est moins cher que le pneumatique ?

Bien sûr, tout cela serait à développer sans doute sur des engins genre automotrices, avant que sur un wagon fret. Sauf que mon wagon est une espèce en voie de disparition !

[NicholasNCE]

Hello,

Etonnant en effet, surtout pour du matériel fret destiné à du vrac et sachant, comme déjà indiqué, qu'en dessous de 160 km/h en gros point besoin réel d'un frein à disque dont le coût est très nettement supérieur au frein à semelles.

J'essayerai de faire une photo à l'occasion.

Je regardais des photos sur internet et je me suis rappellé de cette discussion sur les freins à disque sur les wagons infra, voici un lien vers une photo d'un de ces wagons (je crois que la livrée est celle de feu Railtrack):

2008_0522_093132.JPG :: Tunstead Quarry :: Fotopic.Net
http://andiday.fotopic.net/p32484957.html