Nouveaux amortisseurs testés sur le réseau ferroviaire pour le rendre plus silencieux
Les chercheurs du Laboratoire fédéral de recherches sur les matériaux (Empa) et de la Haute Ecole d’économie et d’ingénierie du canton de Vaud (HEIG-VD) vont tester des amortisseurs de rails permettant la réduction des nuisances sonores causées par le trafic ferroviaire en Suisse. Un mélange d'éthylène-acétate de vinyle et de polyisobutylène donne des résultats probants en laboratoire.
Crédit image: Empa
Une cellule à trois traverses a permis de tester l’efficacité des nouveaux éléments de modération sonore.
Les riverains des lignes de train n’ont le choix que les murs antibruit ou les systèmes de roues et de freins plus silencieux pour être tranquilles. Cependant, une équipe du Laboratoire fédéral de recherches sur les matériaux (Empa) et la Haute Ecole d’économie et d’ingénierie du canton de Vaud leur offre une autre solution, sous la forme d’un élément discret placé sous les voies
Pour réduire encore les nuisances sonores du trafic ferroviaire, les chercheurs misent sur un élément discret du système ferroviaire: les rail pads en plastique élastique, qui sont insérés entre les rails et les traverses en béton. Ils servent à protéger les voies très sollicitées, composées de ballast compacté et de traverses en béton, en permettant aux rails de bouger de façon minimale.
Crédit image: Empa
Le matériau utilisé pour les rails pads est suffisamment rigide pour être efficace tout en étant assez mou pour absorber les vibrations sonores.
En Suisse, ces rail pads sont généralement fabriqués en plastique dur, l'éthylène-acétate de vinyle (EVA). Il est vrai qu'un matériau plus souple protégerait encore mieux la voie mais au prix d'une pollution sonore plus élevée. Un dilemme que l'équipe mandatée par l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) veut résoudre avec un matériau composite. L'idée consiste en une coquille dure et un noyau mou. Plus précisément une coque en EVA et un noyau en polyisobutylène (PIB), un matériau souple, dont l'amortissement est précisément adapté à la gamme de fréquences allant d'environ 200 à 2000 hertz, dans laquelle les vibrations sont particulièrement bruyantes.
Crédit image: Empa
Le matériau utilisé pour les rails pads est suffisamment rigide pour être efficace tout en étant assez mou pour absorber les vibrations sonores.
L'interaction complexe entre les rails, les traverses et le ballast a été simulée par une cellule à trois traverses: un morceau de rail d'un peu moins de deux mètres de long, équipé d'un shaker qui génère des fréquences définies et d'une sonde qui mesure l'intensité sonore. Bien que cette cellule de mesure ne reproduise pas le comportement réel d'une voie ferrée, elle permet des comparaisons précises dans différentes conditions.
Coussinets dans le terrain
Parallèlement, les chercheurs de l'Empa ont développé une simulation du système
à l'aide de la méthode des éléments finis qui correspondait bien aux résultats
des expériences: la base pour finalement extrapoler le comportement à une voie
ferrée plus longue.
Une structure simple, avec des avantages pour les tests qui auront lieu sur une ligne ferroviaire à Nottwil à partir de mars prochain. Ces coussinets de rail sont faciles à fabriquer. Il en faudra près de 400 sur la piste de 100 m de plus une entreprise est chargée de fabriquer les composants déjà brevetés.
