Des trains à grande vitesse capables de franchir les frontières
Les trains sont conçus pour aller de plus en plus vite, mais les caractéristiques des lignes caténaires varient d''un pays à l''autre, ce qui augmente les délais et les coûts de certification de nouveaux véhicules. Le pantographe monté sur le toit du train collecte l''électricité depuis la ligne caténaire. La compatibilité entre le pantographe et le système de caténaires est donc un élément important de l''interopérabilité. Des scientifiques ont lancé le projet PANTOTRAIN («Pantograph and catenary interaction total regulatory acceptance for the interoperable network») afin de remplacer les méthodes actuelles de test des lignes pour les pantographes par une association optimisée de simulations, de tests sur maquettes et de tests sur le terrain. Ils visaient à simplifier l''accord transnational sur les spécifications (l''homologation) pour les pantographes et un fonctionnement transfrontalier. Les chercheurs ont mis au point des outils innovants ainsi que de nouveaux concepts de pantographe utilisant des systèmes perfectionnés qui associent la mécanique, l''électronique et le logiciel. La force de contact entre le pantographe et la caténaire résulte de deux composantes, statique et aérodynamique. La première se mesure aisément en laboratoire ou en atelier, la seconde est en général testée sur la ligne. PANTOTRAIN a sélectionné à partir de plusieurs algorithmes une simulation par dynamique des fluides de la composante aérodynamique, incluant la force de contact, le soulèvement de la caténaire aux supports et le mouvement vertical du point de contact. Les résultats de la simulation ont été comparés aux mesures sur banc, enregistrant un excellent accord entre les trois approches. Les scientifiques ont également conçu un modèle à plusieurs corps extrêmement exact du pantographe, simulant le comportement non idéal des articulations en ajoutant au modèle des traversées réalistes. Ils ont fabriqué deux prototypes de pantographes avec un contrôle actif ou intelligent, s''adaptant automatiquement à l''aide de détecteurs et d''actionneurs, et les ont testés sur banc et par simulations. Les partenaires de PANTOTRAIN ont ensuite optimisé les modèles pour les utiliser lors des évaluations de conformité sur le terrain. Les chercheurs ont proposé une carte d''homologation fournissant la moyenne et l''écart type de la force de contact et du soulèvement, ainsi que la marge de sécurité fournie par l''évaluation de conformité. Les spécifications techniques d''interopérabilité (STI) actuelles seront mises à jour dans les cinq ans. PANTOTRAIN compte apporter des connaissances essentielles pour modifier les STI et les normes européennes, en vue de réduire le coût de la certification, d''améliorer l''interopérabilité et de rendre plus sûrs les voyages en train.
