EN 13146 Applications ferroviaires - Méthodes d'essai pour les rails et les systèmes de fixation

La norme européenne « EN 13146 Applications ferroviaires - Méthodes d'essai pour les systèmes de rails et d'attelages » comprend les sous-sections suivantes publiées sous le même titre :

• La norme « EN 13146-1 Partie 1 : Détermination de la liaison longitudinale des rails » décrit une procédure d’essai en laboratoire pour déterminer les éléments suivants :
• La force longitudinale maximale pouvant être appliquée à un rail fixé à une traverse, un support ou un élément de voie par un ensemble de couplage de rail, ou la rigidité longitudinale d'un échantillon de rail encastré avec un système de couplage adhésif à un déplacement longitudinal donné, et pour tous les types de connexions, avant qu'un déplacement inélastique du rail ne se produise.
• Données de déplacement et de cisaillement nécessaires aux calculs d'interaction rail-pont.

Pour les systèmes de maintien de rails qui fixent mécaniquement (par intervalles ou en continu) le rail, la procédure d'essai mesure la force de serrage longitudinale du rail. Pour les rails encastrés fixés par adhésif, la procédure d'essai mesure la rigidité longitudinale.

En principe, une charge longitudinale est appliquée à une traverse, un support ou un élément de voie en tirant sur un rail qui y est fixé par un ou deux dispositifs de fixation ou par un système de fixation intégré, le support restant immobile. Le déplacement du rail par rapport au support est enregistré et la charge est supprimée lorsque le rail glisse ou que le déplacement longitudinal spécifié est atteint. La fixation longitudinale du rail, ou sa rigidité longitudinale, est obtenue à partir du graphique charge-déplacement.

• La norme « EN 13146-2 Partie 2 : Détermination de la résistance à la torsion » décrit une procédure d’essai en laboratoire permettant de déterminer le moment nécessaire pour faire pivoter un rail, fixé à des traverses par un accouplement, de 1 degré dans un plan parallèle à la base du rail. La valeur obtenue peut être utilisée dans les calculs de stabilité des voies. Cet essai n’est pas applicable aux rails encastrés. Cette procédure d’essai s’applique à un ensemble d’accouplement complet.

En principe, une charge transversale est appliquée au pied d'un rail fixé à une traverse, cette dernière restant fixe. Le déplacement du rail par rapport à la traverse est enregistré, et la charge est augmentée jusqu'à ce que le rail pivote d'au moins 1,5 degré. Le moment provoquant un déplacement de 1 degré est ensuite déterminé à partir du graphique charge-moment-déplacement.

• La norme « EN 13146-3 Partie 3 : Détermination de l’atténuation des charges d’impact » décrit les procédures d’essai en laboratoire permettant d’appliquer un impact à un rail fixé à une traverse ou un support en béton, simulant ainsi les charges d’impact dues au trafic ferroviaire et mesurant la contrainte sur la traverse. Ces procédures servent à comparer l’atténuation des charges d’impact sur les traverses ou supports en béton par différents types de semelles de rail. Une procédure de référence et une procédure alternative sont incluses. Cet essai est uniquement applicable aux lignes ballastées. Ces procédures d’essai s’appliquent à un système d’attelage complet.

En principe, une charge d'impact est appliquée en laissant tomber une masse sur l'extrémité d'un rail fixé sur une traverse en béton. L'effet de l'impact est mesuré par la contrainte induite dans la traverse. L'amortissement de l'impact d'un système d'accouplement est évalué en comparant les contraintes générées par une semelle de rail de référence à faible amortissement et par une semelle d'essai du système d'accouplement.

Avec une plaque de référence dans le système, la contrainte générée par la charge d'impact ne doit pas dépasser 80 % du moment de résistance de la traverse au tassement du rail. La masse en chute libre, la hauteur de chute et la flexibilité du dispositif d'impact sont ajustées afin de garantir le respect de cette limite de contrainte. L'essai est répété avec une plaque d'essai sans modification ultérieure de la masse en chute libre, de la hauteur de chute ni du dispositif d'impact. Le résultat de l'essai est peu sensible à la charge d'essai.

• La norme « EN 13146-4 Partie 4 : Effet des charges répétées » décrit une procédure d’essai en laboratoire permettant d’appliquer des cycles de déplacement répétés simulant les déplacements induits par le trafic ferroviaire. Cette méthode est utilisée pour évaluer la performance à long terme des systèmes d’attelage. Elle s’applique aux rails de surface et aux rails encastrés sur traverses, supports et surfaces de voie. Cette procédure d’essai est applicable à un ensemble d’attelage complet.

En principe, un seul actionneur applique une force cyclique d'amplitude constante sur la tête du rail, selon une ligne de charge et une position prédéterminées. La charge, la position et la ligne d'application sont déterminées en fonction de la rigidité verticale de l'attelage, des charges par essieu et de la courbure du rail sur lequel l'attelage est testé. Les performances sont évaluées par l'analyse des variations de la force de compression, de la contrainte longitudinale du rail, de la rigidité verticale et de la position du rail, ainsi que par un contrôle visuel des composants pendant les essais.

• La norme « EN 13146-5 Partie 5 : Détermination de la résistance électrique » décrit une procédure d’essai en laboratoire permettant de déterminer la résistance électrique entre les rails d’un système d’attelage fixé à une traverse, un support ou un élément de voie en acier ou en béton, en conditions humides. Cette procédure est également applicable aux rails encastrés. Elle s’applique à un ensemble d’attelage complet et aux courants de signalisation, mais pas aux courants de traction. Une procédure de référence et une procédure alternative sont également fournies.

En principe, la résistance électrique entre deux courts segments de rail fixés à un support est mesurée tandis que de l'eau est pulvérisée sur tous les éléments de support et de connexion à un débit contrôlé.

• La norme « EN 13146-6 Partie 6 : Effet des conditions environnementales sévères » décrit une procédure d’essai en laboratoire permettant de déterminer l’effet de l’exposition d’un système d’accouplement à des conditions environnementales sévères. Cette procédure d’essai s’applique aux ensembles d’accouplement complets, y compris les rails encastrés avec éléments d’accouplement mécanique. Elle ne s’applique pas aux systèmes de rails encastrés dont la fixation repose sur des composants adhésifs.

En principe, l'ensemble du système de fixation est soumis à un test au brouillard salin, et l'effet sur la facilité de démontage et de remontage, ainsi que sur l'état des différents composants, est enregistré.

• La norme « EN 13146-7 Partie 7 : Détermination de l’effort de compression et de la rigidité au levage » décrit une procédure d’essai en laboratoire permettant de déterminer l’effort de compression appliqué à un patin de rail en mesurant l’effort nécessaire pour séparer le patin de rail de son support direct. Le cas échéant, cette procédure est également utilisée pour déterminer la rigidité au levage du système d’attelage. Elle s’applique à tous les types de traverses, de supports ou d’éléments de voie, pour les systèmes avec ou sans platines de base. L’essai ne détermine pas la sécurité des composants d’attelage fixés à la traverse ou à tout autre support du système d’attelage. Cette procédure d’essai s’applique à un ensemble d’attelage complet. Elle ne s’applique pas aux systèmes d’attelage pour rails encastrés ni aux autres systèmes d’attelage qui n’agissent pas sur le patin de rail.

En principe, la force de serrage d'un système complet d'accouplement de rails est déterminée en mesurant la force nécessaire pour séparer le rail de la surface sur laquelle il repose.

• La norme « EN 13146-8 Partie 8 : Essais en service » décrit une procédure d’essai comparatif des systèmes d’attelage sur rails. Cette procédure s’applique aux systèmes d’attelage qui, par ailleurs, sont conformes aux normes EN 13481-2, EN 13481-3, EN 13481-4, EN 13481-5 et EN 13481-7. Cet essai s’applique aux ensembles d’attelage complets. Il est utilisé uniquement pour les essais comparatifs de tels systèmes d’attelage montés simultanément et avec le type de support prévu.

En principe, le système d'attelage à tester est monté simultanément sur des traverses, des supports ou des rails de même matériau et de même conception que le système d'attelage de référence. La disposition sur les rails est telle que les systèmes d'attelage testé et de référence se trouvent sur des rails présentant des géométries et des conditions de service similaires.

• La norme « EN 13146-9 Partie 9 : Détermination de la rigidité » décrit les procédures d'essais en laboratoire pour déterminer la rigidité statique et dynamique des semelles de rail, des semelles de plaque de base et des ensembles complets de fixation de rail.
• La norme « EN 13146-10 Partie 10 : Essai de charge pour la résistance à la traction » décrit une procédure d’essai permettant de vérifier que la force nécessaire pour arracher l’ancrage d’un couplage de rail de la traverse ou d’un autre élément de support est supérieure à une valeur prédéterminée (il s’agit donc d’un essai de charge). Cet essai s’applique aux composants suivants du système de couplage :
• Incorporé au béton lors de la fabrication des traverses ou autres éléments de support.
• S'applique aux trous dans le béton, qu'il soit coulé ou percé.
• Vissé ou fixé d'une autre manière à des traverses en bois, en plastique ou en acier ou à d'autres éléments de support.

Ce test n'est pas applicable aux systèmes Rails embarqués.

En principe, une force verticale ascendante est appliquée à l'élément de connexion ancré, juste au-dessus du point de coulage, de collage ou de vissage. La charge est augmentée progressivement jusqu'à atteindre la capacité portante prévue. Aucun signe de dommage susceptible de réduire la résistance ou la durabilité du système de connexion ne doit être constaté. Pour les applications courantes, les valeurs de capacité portante sont données dans les normes EN 13481-2 (pour les traverses en béton) et EN 13481-5 (pour les rails à âme pleine).

En conclusion, les normes EN 13146 sont considérées comme importantes pour les raisons suivantes :

• sécurité ferroviaire
• Évaluation standardisée des performances
• Conformité aux réglementations légales et aux contrats
• Durabilité accrue et coûts du cycle de vie réduits.
• Soutien à l'innovation
• Interopérabilité sur les réseaux ferroviaires européens

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais aux entreprises, conformément à la norme « EN 13146 Applications ferroviaires – Méthodes d'essai pour les systèmes de rails et d'attelages ».