SQUEAL
Réduction du bruit de crissement des transports urbains
Contrat: BRPR-CT97-0477
Acronyme: SQUEAL
Titre complet: Squeal Noise Reduction in Urban Transport by Rail Treatment
Coordinateur du projet: APT, Brussels (BE)
Date de démarrage:1er décembre 1997
Durée (en mois): 36
Budget: € 1,682,942.00
Contribution UE: € 841,470.00
Contexte
La plupart des systèmes de transports publics urbains comportent des sections de voie en courbe où du bruit de crissement est généré, spécialement dans les courbes de faible rayon. Les voies en courbe, et donc les endroits où du bruit de crissement est observé, ne constituent qu’une faible portion de la longueur totale des voies. Les courbes sont rarement plus longues que quelques centaines de mètres. Il est donc plus efficace de ne traiter le bruit de crissement qu’au droit de ces sections plutôt qu’au niveau des roues. Le but du projet est donc de trouver des solutions qui peuvent être appliquées au rail afin de réduire le bruit de crissement.
Description du projet
Toutes les solutions considérées sont basées sur l’hypothèse que le bruit de crissement est dû à l’alternance entre collement et glissement (‘stick-slip’) latéral de la roue, alternance qui conduit la roue à vibrer et à fonctionner comme un haut-parleur. Sur base de cette hypothèse, il a été décidé de développer d’abord un logiciel spécifique pour le calcul du niveau de bruit de crissement en fonction de tous les paramètres de la voie et des véhicules, et d’utiliser ce logiciel pour déterminer l’efficacité des traitements de rail suivants pour réduire le bruit de crissement:
- durcissement de la tête de rail afin de modifier la courbe de friction-fluage entre la roue et le rail;
- application de la technique d’enrobage contraint afin d’amortir le rail latéralement;
- installation de fixations de rail avec amortissement latéral.
Resultats
Ce n’est pas toujours le mode haut-parleur de la roue qui est responsable du crissement, mais le crissement se produit également autour d’une série de fréquences de résonance en flexion axiale de la surface et du bandage de la roue.
Le modèle théorique du ‘stick-slip’ latéral entre roue et rail ne suffit pas pour expliquer toutes les apparitions du crissement: le glissement longitudinal aussi peut être à l’origine du crissement, en causant la torsion de l’essieu.
La technique d’enrobage contraint n’est pas capable d’amortir le rail.
Aucun type de durcissement du rail n’a été trouvé satisfaisant à la fois en termes de réduction du bruit de crissement, de sécurité et d’automatisation de la production.
Les fixations de rail avec amortissement latéral se sont comportées comme prévu. Combinées avec des roues résilientes (tram), elles conduiraient à une réduction significative du bruit de crissement. Combinées avec des roues pleines en acier (métro), ces fixations n’entraînent pas de réduction du bruit de crissement car, si le rail est bien amorti, la roue est excitée.
Seules les solutions qui éliminent à la fois les glissements latéraux et longitudinaux sont efficaces.