Les rails continus soudés : comment ils révolutionnent l'industrie ferroviaire

📚 Table of Contents

• Introduction
• Les anciens rails et leurs problèmes
• Des solutions pour les problèmes thermiques
  • Utilisation de plaques à poissons
  • Les inconvénients des plaques à poissons
  • Introduction des rails soudés continus
• Les avantages des rails soudés continus
  • Réduction du bruit
  • Réduction des coûts d'entretien
  • Meilleure expérience de voyage
• Gérer l'expansion thermique avec des rails soudés continus
  • Expansion thermique vs déformation élastique
  • Contraintes et forces dans les rails soudés continus
  • Comment les entreprises ferroviaires gèrent-elles l'expansion thermique?
• Gérer la compression et le risque de cisaillage
  • Le problème des rails qui subissent une compression
  • Comment les rails continus sont-ils protégés contre la compression?
  • Les joints d'expansion et les circuits de voie
• Conclusion
• FAQ

🚂 Les rails continus soudés : une innovation dans l'industrie ferroviaire

Introduction

Lorsque l'on évoque les trains, on pense souvent au bruit caractéristique du "clickety-clack" produit par leurs roues qui roulent sur les rails. Cependant, cette "musique" ferroviaire est devenue de plus en plus rare de nos jours. En réalité, la majorité des trains n'émettent plus ce son. Mais pourquoi ? L'explication réside dans une évolution majeure dans la construction des rails : l'adoption des rails continus soudés.

Les anciens rails et leurs problèmes

Auparavant, les rails étaient constitués de courts tronçons reliés entre eux par des joints. Ces joints permettaient de résoudre deux problèmes majeurs dans l'industrie ferroviaire. Tout d'abord, ils facilitaient le transport des rails, car il était difficile de déplacer de longs tronçons de rail. Ensuite, ils permettaient de gérer le problème de dilatation thermique. En effet, les rails en acier ont la propriété de se dilater avec la chaleur. Les joints laissaient ainsi de l'espace aux rails pour se dilater sans se déformer.

Cependant, ces anciens rails posaient également plusieurs problèmes. Le premier était le bruit assourdissant généré par le passage des roues sur les joints. En plus d'être gênant, ce bruit était le résultat d'un processus d'usure accélérée des rails et d'une détérioration de la stabilité de la voie. De plus, ces joints nécessitaient un entretien régulier, ce qui augmentait considérablement les coûts pour les entreprises ferroviaires.

Des solutions pour les problèmes thermiques

Face à ces problèmes, les entreprises ferroviaires ont cherché des solutions pour réduire le bruit, les coûts d'entretien et améliorer la qualité de l'expérience des voyageurs. C'est ainsi qu'est né le concept des rails continus soudés.

Les rails continus soudés éliminent la nécessité d'utiliser des joints en reliant les tronçons de rail par soudage, généralement avec des méthodes telles que le soudage à l'arc électrique. Cette technique offre de nombreux avantages par rapport aux anciens rails avec joints.

Les avantages des rails soudés continus

Réduction du bruit

L'un des principaux avantages des rails continus soudés est la réduction significative du bruit. Contrairement aux rails avec joints, les rails continus soudés offrent une surface lisse et uniforme. Les roues des trains glissent sans à-coups sur ces rails, évitant ainsi les bruits caractéristiques du "clickety-clack". Cette réduction du bruit est non seulement bénéfique pour les voyageurs qui apprécient un environnement plus calme, mais elle permet également de réduire les problèmes liés à l'usure des rails.

Réduction des coûts d'entretien

Les rails continus soudés nécessitent moins de maintenance que les anciens rails avec joints. En effet, les joints étaient sujets à l'usure et nécessitaient des réparations régulières. En éliminant les joints, les entreprises ferroviaires peuvent économiser significativement sur les coûts d'entretien. De plus, les rails continus soudés offrent une meilleure stabilité, réduisant ainsi les risques de déraillement.

Meilleure expérience de voyage

Les rails continus soudés offrent également une expérience de voyage plus agréable pour les passagers. Grâce à leur surface lisse, ils permettent aux trains de rouler plus confortablement, évitant ainsi les secousses et les vibrations causées par les joints. Cela contribue à rendre les trajets en train plus confortables et moins fatigants pour les voyageurs.

Gérer l'expansion thermique avec des rails soudés continus

Maintenant que nous connaissons les avantages des rails continus soudés, il est important de comprendre comment ils sont conçus pour gérer l'expansion thermique.

L'expansion thermique est un phénomène naturel qui se produit lorsque la température d'un matériau change. Comme nous l'avons mentionné précédemment, les rails en acier se dilatent avec la chaleur. Les rails continus soudés doivent donc être conçus pour résister aux variations de température.

Expansion thermique vs déformation élastique

Lorsque les rails soudés continus sont soumis à des variations de température, ils subissent à la fois une expansion thermique et une déformation élastique. Ces deux phénomènes doivent être pris en compte lors de la conception des rails.

L'expansion thermique est une augmentation de la longueur des rails due à la chaleur. Cela peut créer des contraintes dans les rails, ce qui peut présenter un risque de déformation permanente.

La déformation élastique, quant à elle, est une variation temporaire de la longueur des rails en réponse à des contraintes. Les rails continus soudés sont conçus pour résister à ces contraintes et retrouver leur longueur d'origine lorsque la tension est relâchée.

Contraintes et forces dans les rails soudés continus

Pour gérer l'expansion thermique, les rails continus soudés sont fixés aux attaches en acier qui les maintiennent en place. Cette fixation permet aux rails de se dilater en longueur tout en restant fermement ancrés aux attaches. Les attaches agissent comme des points d'ancrage, permettant aux rails de résister aux forces de tension causées par l'expansion thermique.

Par conséquent, les rails continus soudés subissent une contrainte lorsqu'ils se dilatent en raison de l'augmentation de la température. Cependant, ces contraintes restent inférieures à la limite de résistance des matériaux utilisés pour fabriquer les rails, garantissant ainsi la sécurité et la fiabilité du réseau ferroviaire.

Comment les entreprises ferroviaires gèrent-elles l'expansion thermique?

Les entreprises ferroviaires utilisent plusieurs techniques pour gérer l'expansion thermique des rails continus soudés.

Tout d'abord, elles choisissent des matériaux qui ont une faible dilatation thermique. Par exemple, certains alliages d'acier sont spécialement conçus pour résister à l'expansion thermique. En utilisant ces matériaux, les rails sont capables de supporter de plus grandes variations de température sans subir de déformations excessives.

De plus, les entreprises ferroviaires ajustent la taille des espaces entre les tronçons de rail lors de leur installation. Ces espaces sont conçus de manière à permettre une dilatation thermique optimale, tout en évitant les problèmes liés à la compression.

Gérer la compression et le risque de cisaillage

Outre l'expansion thermique, les rails continus soudés doivent également être conçus pour gérer la compression. La compression se produit lorsque les rails sont soumis à des forces de compression, ce qui peut provoquer leur déformation ou même leur rupture.

Les rails continus soudés sont particulièrement préoccupés par la compression, car les rails prolongés sont plus susceptibles de subir une déformation due à la chaleur. Cette déformation est connue sous le nom de "buckling" et peut provoquer des déraillements.

Pour éviter cela, les entreprises ferroviaires appliquent différentes stratégies. Elles utilisent par exemple des joints d'expansion spécialement conçus pour permettre aux roues des trains de passer en douceur d'un tronçon de rail à un autre, tout en permettant une dilatation thermique adéquate. Ces joints sont souvent équipés de dispositifs isolants pour empêcher les transferts de courant entre les tronçons de rail.

Conclusion

Les rails continus soudés ont révolutionné l'industrie ferroviaire en offrant une solution plus pratique, silencieuse et économique par rapport aux anciens rails avec joints. Grâce à l'élimination des joints, les rails continus soudés offrent une expérience de voyage améliorée, réduisent les coûts d'entretien et garantissent une meilleure fiabilité des réseaux ferroviaires.

Les techniques utilisées pour gérer l'expansion thermique et la compression témoignent de l'ingéniosité et de l'innovation des entreprises ferroviaires. En combinant des matériaux adaptés, des fixations appropriées et des joints d'expansion intelligents, ces entreprises veillent à ce que les rails continus soudés résistent aux variations de température tout en offrant une sécurité optimale pour les passagers et les marchandises.

🔍 Ressources:

• brilliant.org