Remplacement des rails et entretien du réseau Shinkansen
Un changement des rails en seulement quelques heures, un changement de traverses en un rien de temps : sur les lignes à grande vitesse japonaises, les intervalles travaux sont courts. Les lignes ne sont pas fermées pour les travaux de maintenance. Cela entraîne des exigences particulièrement élevées envers les opérateurs, leurs machines et les concepteurs.
Le rythme et la perfection comme prévus
Le Japon est un cas d’école en termes de vitesse et de précision dans le secteur ferroviaire. Nulle part ailleurs dans le monde, la vitesse et la ponctualité ne sont prises autant au sérieux dans le système rail-roue. Entre 6 heures et 24 heures, ce sont 270 000 personnes en moyenne qui sont transportées tous les jours sur la ligne Tōhoku-Shinkansen. Les mêmes ponctualité et fiabilité sont exigées pour les travaux de maintenance sur l’infrastructure. Pour la maintenance de la ligne, un intervalle est prévu de 24 heures à 5 heures. En raison des temps d’acheminement parfois longs des engins de maintenance, l’intervalle travaux réel pour le changement des rails n’est en réalité que de 150 minutes.
Avant que le premier train à grande vitesse ne soit mis en service, la ligne complète est passée au peigne fin par des engins d’inspection à la recherche d’outils abandonnés sur place ou autres objets qui n’ont rien à y faire. Les portions à vitesse ralentie et les limitations de vitesse ne sont pas une option sur la ligne Shinkansen. La perfection comme prévue, même pour la maintenance, pour le changement des rails ou le remplacement des traverses.
Système de remplacement des rails REX-S
On exige la meilleure planification et une réalisation technologique excellente. Fin 2016, Plasser & Theurer a livré le système de remplacement des rails REX-S 1200 après une durée de deux ans de développement et de construction avec l'entreprise-partenaire locale Nippon Plasser et la société ROBEL Bahnbaumaschinen GmbH (Freilassing, Allemagne). Il s'agit pour l’heure d’une combinaison unique en son genre pour le transport, la pose et le soudage des rails. Un changement complet des rails durant cet intervalle-travaux court n’étant pas possible, 150 m. de pièces de rails sont tout d’abord temporairement déposés, puis l’engin mobile de soudage par étincelage APT 1500 RA débute ses travaux de soudage jusqu’à deux fois 1 200 m. de longueur. Les rails sont également poncés et fixés. Le changement du matériel ancien contre le matériel neuf par deux wagons de permutation du REX-S en l’espace de 30 minutes et le raccordement des jonctions sous précontrainte, une nouvelle fois avec le robot de soudage de l’APT 1500 RA, est réalisé durant l’interruption de la circulation, la nuit suivante.
Des consignes strictes pour les machines
Actuellement, les rails sont changés pour la première fois depuis la mise en service de la ligne Tōhoku-Shinkansen, de la société East Japan Railway Company (JR East), en juin 1982. Les travaux ont débuté en février 2017 et devraient durer jusqu’en 2026. Grâce au REX-S, la longueur des rails à traiter la nuit a été quadruplé. Dans le même temps, le temps de soudage par joint de rail a diminué, passant de 40 minutes à environ 6.
Le convoi REX-S, spécialement constitué pour les voies à écartement normal de 1 435 mm, se compose d’un véhicule tracteur, d’un train de chargement et déchargement de rails également modifié (ROBEL SILAD) pour des rails longs de 20 à 150 m., deux wagons de glissement et de permutation et d’un engin de soudage APT 1500 RA dans une conception légère. Toutes les machines se rendent sur le chantier ensemble. Leurs dimensions étaient soumises à des limites de conception : la longueur totale du REX-S ne pouvait pas dépasser 230 m. en raison des places de stationnement dans les dépôts. La charge à l’essieu est limitée à 15 t. et la distance maximale entre les axes de pivotement 14,4 m.
Également sur les voies à écartement étroit
Plasser & Theurer a également livré en 2015 un second APT 1500 RA pour les voies à faible écartement du pays (1 067 mm) à la Société JR Kyushu. Les exigences en termes de temps n’étaient pas aussi extrêmes qu’avec la JR East sur les lignes du Shinkansen. Les exigences technologiques si. Avant de pouvoir introduire cette méthode de soudage par étincelage électrique, qui est nouvelle pour le Japon, des preuves complètes de qualité devaient être fournies. Traditionnellement au Japon, les soudures sont également réalisées en pressant les têtes des rails chauffées, bord à bord, mais jusqu’à maintenant, on utilisait un brûleur au gaz. Avec cette méthode, la zone d’influence critique de la chaleur dans les rails est plus importante. Les tests préalables des techniques de soudage par étincelage, du niveau de qualité toujours élevé, ont été réalisés en Autriche avec des rails venus spécialement du Japon. L’institut japonais Railway Technical Research Institute (RTRI) a contrôlé les résultats. Une seconde preuve concernait les soudures terminales qui sont nécessaires lors du changement de rails. Nous avons mis en place pour cela un banc d'essai dédié dans notre atelier.
Remplacement des traverses sans remplacement des rails
Sur la ligne JR East, les rails sont changés, sur la ligne JR West, ce sont les traverses qui doivent être remplacées. Pour cela, Plasser & Theurer a expédié une unité spéciale au Japon en 2015. L’ensemble de remplacement des traverses à avancement continu SES 170 remplace les anciennes traverses contre des nouvelles à une cadence de 20 secondes sans écarter ni sectionner les rails. Tout d'abord, après les travaux préparatoires tels que le dévissage des fixations des rails, les pierres du ballast sont aspirées, ensuite les anciennes traverses sont tournées sous le rail et retirées. Avant de monter les nouvelles traverses, la plateforme de ballast est nivelée. Le problème : celles-ci sont nettement plus grandes et plus lourdes que les traverses courantes en Europe et leur espacement est court. De plus, il en existe deux types : câblées ou non câblées. Un portique posé sur le SES 170 achemine du matériau neuf et les anciennes traverses à déposer. Sur la machine se trouvent donc trois tables de traverses, à proximité du lieu du montage. Le SES, qui réinjecte le ballast aspiré de manière ciblée, est suivi par une bourreuse et une régaleuse de ballast pour la finalisation de la voie.
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