La robotique donne un coup d'accélérateur au trafic ferroviaire
Un système robotique entièrement automatisé a été mis au point pour réduire le coût et le temps de fabrication des trains et des voies ferrées. Cette technologie devrait accélérer la création du réseau ferroviaire trans-européen à grande vitesse. Contexte Les réseaux ferroviaires à grande vitesse sont essentiels pour la libre circulation des personnes et des biens en Europe. C'est pourquoi l'Union européenne soutient la création d'un Réseau de transport trans-européen qui rendra le transport ferroviaire plus rapide. Les plaines de France et d'Allemagne offrent peu d'obstacles au voyage en chemin de fer à 300 km/h, les voies ferrées à grande vitesse pouvant y être posées pour un coût assez raisonnable. Toutefois, dans les régions plus montagneuses, le réseau ferroviaire européen doit continuer à utiliser l'infrastructure existante. Des trains légers au fuselage incliné - dotés de wagons construits entièrement en aluminium et capables d'atteindre une vitesse de 250 km/h sur les voies existantes - sont nécessaires pour franchir les cols de montagne. En Europe, la grande variété des espacements de voies et des hauteurs de tunnel implique une multitude de spécifications pour la conception des wagons. Il est donc essentiel de pouvoir passer rapidement d'un modèle à l'autre sur les chaînes de production si l'on veut en réduire les coûts de fabrication. Information S&T sur le projet, impact et résultats Les trains Pendolino sont construits en aluminium extrudé, un matériau qui présente des avantages significatifs en termes de coût global mais qui pose des défis techniques. La solidité, la fiabilité et la performance aérodynamique exigent une grande précision. Les méthodes de construction actuelles utilisent des équipements traditionnels pour souder les panneaux et découper les portes et les fenêtres. Toute déformation doit être corrigée manuellement, ce qui est lent et coûteux. La robotique s'est révélée peu rentable pour la production en petites séries, car pour "former" les robots, il faut les guider d'un bout à l'autre de la séquence de positions pour le soudage et la découpe - et chaque panneau latéral peut exiger à lui seul quelque 25 000 points de soudure. Le projet Transrail a adapté un système élaboré pour la production de carrosseries de voiture. La tête du robot suit une trajectoire définie lors de la conception informatisée du wagon, et contrôle et ajuste de façon continue cette trajectoire en fonction des informations transmises par des capteurs laser spéciaux situés sur la tête elle-même. La trouvaille consistait à développer un système de capteur capable de fonctionner dans un environnement poussiéreux, et une unité de contrôle et de stockage intermédiaire (CSI) capable de convertir les données fournies par le capteur en commandes pour le robot. La chaleur produite par la soudure provoque une légère déformation de l'aluminium, et le contrôle par capteur en temps réel est donc la seule façon de compenser ces imperfections pour assurer la production de joints de soudure parfaits. Il faut actuellement un an pour construire un train de 11 voitures. En automatisant le processus, la cellule de travail Transrail diminue le temps de construction de 10% et réduit sensiblement les coûts de production. Elle devrait donc donner un sérieux coup d'accélérateur à la compétitivité européenne dans ce secteur. Structure du partenariat mis en place Les recherches poursuivies dans le cadre du projet Innovation Transrail ont abouti à la mise au point des premières cellules de travail entièrement automatisées pour l'assemblage des carrosseries de wagon. Cette innovation intègre les capteurs laser du centre de recherche en ingénierie allemand APS au robot polyvalent pour ponts roulants de l'entreprise italienne Bisiach & Carrù. La cellule de travail Transrail a été testée sur trois versions du train Pendolino à fuselage incliné à l'usine Fiat Ferroviaria de Savigliano, près de Turin. On y a construit des wagons pour un train italien à voie étroite, pour un train finlandais à voie large et pour le modèle européen standard. Les test ont démontré une production plus rapide et une nette réduction des pertes de temps entre les configurations.