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AutoScan – Rail inspection by autonomous systems

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Un chariot d’inspection autonome pour un meilleur entretien des voies ferrées

La combinaison de technologies innovantes issues de la robotique, des voitures électriques, de la précision du positionnement et d’autres mesures avancées a permis de créer un appareil autonome capable de détecter les défauts le long des voies, de façon précise, rapide et économique.

Transports et Mobilité

Pour l’année 2015, l’Agence de l’UE pour les chemins de fer (ERA) fait état de 4 169 rails brisés en Europe, sur 215 720 km de voies ferrées. Les rails brisés sont la cause principale des déraillements, entraînant une perturbation majeure des services et parfois même des pertes de vie. Le coût des réparations est estimé à environ 2 milliards d’euros par an pour les États membres, sans compter les retards de service et les coûts d’annulation. Avec l’augmentation du trafic ferroviaire, de la vitesse des trains et de la charge transportée, la nécessité d’améliorer l’infrastructure ferroviaire devient plus urgente. Le système AutoScan soutenu par l’UE comprend un chariot sur rail autonome, préprogrammé pour parcourir les voies utilisant des capteurs intégrés pour détecter les défauts. Lorsqu’un défaut est détecté, le chariot retourne à l’emplacement et un bras robotisé effectue une inspection détaillée de la tête de rail, permettant aux opérateurs de réseau de procéder à une évaluation précise et de planifier les travaux de réparation. Le scanner de fatigue de contact de roulement (FCR) Actuellement, afin de préserver l’intégrité de la voie ferrée, les opérateurs utilisent des trains d’inspection spécialisés pour prendre des mesures approximatives. Les dispositifs d’inspection portatifs peuvent ensuite être déployés et utilisés manuellement pour localiser et mesurer plus précisément les défauts. Le système AutoScan comprend un chariot de contrôle autonome avec une zone dédiée à la charge utile pouvant transporter et intégrer différents systèmes de contrôle. Actuellement, le chariot utilise des transducteurs électromagnétiques acoustiques (EMAT) pour détecter les cas de fatigue de contact de roulement. Une fois des défauts détectés, ces informations de «premier passage» sont complétées par une inspection électromagnétique robotisée sous différents angles, en sondant le défaut pour connaître sa taille, sa forme et sa position, ce qui en offre une vue topographique détaillée. Pour utiliser le système, les opérateurs programment les détails de la section de la voie à inspecter dans le scanner FCR. Le chariot auto-alimenté est ensuite amené sur la piste à un point de départ approprié (par exemple, un passage à niveau) et mis en marche. Les résultats sont téléchargés lors de l’inspection dans le système de gestion sur cloud dédié à la maintenance de la voie, fournissant aux opérateurs des informations qui détermineront les mesures à prendre, comme des réparations et/ou la mise en place de limitations de vitesse. «Contrairement au cas de l’inspection manuelle, des sections de voie beaucoup plus grandes peuvent être inspectées simultanément. Son déploiement est également plus simple et moins coûteux que celui des trains d’inspection. En fin de compte, l’intervalle entre les inspections et les réparations est considérablement réduit, ce qui profite à la fois aux entreprises ferroviaires et aux voyageurs», déclare le coordinateur du projet, le Dr Frederik Vermeulen. Le consortium du projet a validé les capacités de la technologie à la fois en laboratoire et sur les voies. Les parties intéressées peuvent demander qu’un pilote soit mis en place localement pour valider que la technologie fonctionne dans leur configuration. Vers des transports plus écologiques En autorisant des inspections plus fréquentes de la voie, et donc en augmentant la détection des pannes et l’intervention, AutoScan réduit considérablement les coûts du cycle de vie des infrastructures ferroviaires. L’équipe du projet a calculé que les coûts d’inspection globaux seraient réduits d’au moins 15 %. De plus, comme les inspecteurs n’ont plus besoin de marcher sur les voies, la sécurité du personnel est renforcée. Le rail étant susceptible de devenir le mode de transport le plus écoénergétique de l’Europe, ces avantages contribuent à inciter l’Union européenne à se tourner vers des options de transport plus écologiques, ce qui ne peut être réussi que si le transport ferroviaire est fiable, économique et sûr. Le produit AutoScan est conçu et livré sous forme de concept modulaire. «À ce jour, des modules distincts ont été mis sur le marché sous différentes formes, mais le système intégré complet met en valeur la capacité d’ensemble de la technologie. Nous pensons que cela pourrait prendre deux à quatre ans avant de se retrouver au niveau du marché», déclare le Dr Vermeulen. À cette fin, l’équipe a déjà développé des solutions sur mesure basées sur la technologie AutoScan, les partenaires de recherche ayant déjà obtenu des fonds pour de nouvelles améliorations.

Mots‑clés

AutoScan, rail, inspection de voie, maintenance, autonome, réparation, train, scan, transducteurs acoustiques électromagnétiques, transport vert, déraillement

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