[0001] La présente invention concerne un véhicule ferroviaire comportant :
- au moins une première et une deuxième voitures adjacentes disposées l'une derrière
l'autre longitudinalement et reliées l'une à l'autre ;
- un bogie située de chaque côté d'une liaison entre les première et deuxième voitures,
chaque bogie étant propre à une des première et deuxième voitures ;
- un premier système d'absorption de l'énergie de collision, localisé à la liaison entre
les première et deuxième voitures, comprenant au moins une barre de liaison équipée
d'un système irréversible d'absorption d'énergie localisé dans la barre de liaison,
ladite barre de liaison étant liée par l'un de ses bouts à la première voiture et
par l'autre de ses bouts à la deuxième voiture.
[0002] Les véhicules ferroviaires, notamment les trains à grande vitesse, peuvent être amenés
à entrer en collision avec des obstacles présents sur la voie (par exemple un autre
véhicule ferroviaire, un véhicule automobile, etc.). Afin de réduire les conséquences
du choc et préserver au mieux l'intégrité du conducteur et des passagers, il est connu
de l'état de la technique d'équiper les véhicules ferroviaires avec un ou plusieurs
systèmes d'absorption d'énergie afin de convertir tout ou partie de l'énergie cinétique
du choc en énergie de déformation mécanique. Ainsi, il est par exemple connu d'équiper
l'avant des motrices par des structures en nid d'abeilles qui forment un bouclier
d'absorption d'énergie en cas de choc.
[0003] Ainsi, des textes normatifs, par exemple la norme européenne EN 15227, répertorient
l'ensemble des exigences en termes de sécurité passive contre les collisions auxquelles
doit satisfaire un véhicule ferroviaire transportant des passagers. Elle fixe notamment
le niveau limite de décélération admissible pour un véhicule ferroviaire transportant
des passagers.
[0004] EP 3 456 602 enseigne un véhicule ferroviaire dans lequel la motrice et la première voiture sont
reliées entre elles au moyen d'une barre d'attelage équipée d'un dispositif d'absorption
d'énergie à déformation réversible et d'un dispositif d'absorption d'énergie à déformation
non-réversible. Des absorbeurs latéraux sont présents de part et d'autre de la barre
d'attelage.
[0005] L'invention a pour but de proposer un véhicule ferroviaire améliorant la sécurité
en cas de collisions. A cet effet, l'invention propose un véhicule ferroviaire du
type précité dans lequel le premier système d'absorption d'énergie de collision comporte
en outre une pluralité de modules à déformation irréversible configurés pour se déformer
selon la direction longitudinale.
[0006] Suivant des modes particuliers de réalisation, le véhicule ferroviaire selon l'invention
comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les modules à déformation irréversible comprennent une face d'extrémité pourvue d'un
système anti-chevauchement comprenant une pluralité de voiles, sensiblement parallèles,
lesdites voiles étant orientées selon un angle de 30° à 60°, par rapport au plan de
roulement du véhicule ;
- au moins l'un des modules à déformation irréversible est amovible ;
- le premier système d'absorption d'énergie de collision comprend au moins une paire
de modules à déformation irréversible comprenant un premier module fixé à la première
voiture et un deuxième module fixé à la deuxième voiture, en regard du premier module
;
- les modules à déformation irréversible sont pourvus à leur extrémité d'un système
anti-chevauchement comprenant une pluralité de voiles sensiblement parallèles ;
- les voiles du système anti-chevauchement sont orientés selon un angle allant de 30
à 60°, de préférence selon un angle allant de 40 à 50°, typiquement selon un angle
de 45°, par rapport au plan de roulement du véhicule ;
- les voiles du système anti-chevauchement sont espacés d'une distance allant de 50
à 80 mm, de préférence de 60 à 70 mm, typiquement de 60 mm ;
- le premier système d'absorption d'énergie de collision comprend deux paires de modules
à déformation irréversible tels que définis ci-dessus, les deux paires de modules
étant placées de part et d'autre de la barre de liaison ;
- les génératrices des voiles de deux modules à déformation irréversible portés par
une même extrémité d'une voiture sont décalées angulairement ;
- la première voiture est une voiture de tête et la deuxième voiture est une voiture
adjacente à la voiture de tête, et le véhicule comprend une pluralité de voitures
intermédiaires s'étendant entre la voiture de tête et une voiture de queue, chaque
paire de voitures intermédiaires adjacentes étant reliée par un bogie commun ;
- la première voiture est une voiture de tête et la deuxième voiture est une voiture
adjacente à la voiture de tête, et le véhicule comprend une pluralité de voitures
intermédiaires s'étendant entre la voiture de tête et une voiture de queue, chaque
paire de voitures intermédiaires adjacentes étant reliée par une barre de liaison
;
- le véhicule ferroviaire comprend en outre un deuxième système d'absorption d'énergie
de collision localisé à l'avant d'une voiture de tête du véhicule et comprenant un
attelage automatique d'absorption d'énergie et une pluralité de modules à déformation
irréversible configurés pour se déformer selon la direction longitudinale.
[0007] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée
uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins parmi lesquels :
- La Figure 1 est une représentation longitudinale d'un véhicule ferroviaire selon un
premier mode de réalisation de l'invention.
- La Figure 2 est une vue de dessous de la zone de liaison entre une voiture de tête
et une voiture adjacente du véhicule de la figure 1 présentant un exemple d'un premier
système d'absorption d'énergie de collision.
- La Figure 3 est une vue en perspective d'un module de déformation du premier système
d'énergie de collision selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
- La Figure 4 est une vue isométrique de l'avant de la voiture de tête de la Figure
1 présentant un exemple d'un deuxième système d'absorption d'énergie de collision.
- La Figure 5 est une vue de dessous de l'avant de la voiture de tête de la Figure 1
présentant un exemple de deuxième système d'absorption d'énergie collision.
- Les Figures 6 à 8 sont des vues schématiques de dessus de la zone de liaison de la
figure 2 présentant le comportement du premier système d'absorption d'énergie de collision
à des stades différents d'absorption d'un choc frontal.
- La Figure 9 est une représentation longitudinale d'un véhicule ferroviaire selon un
deuxième mode de réalisation de l'invention.
[0008] Dans la description, les termes « supérieur » et « inférieur » sont définis par rapport
à une direction d'élévation d'un véhicule ferroviaire lorsqu'il est disposé sur des
rails, c'est-à-dire sensiblement verticale. La direction longitudinale est définie
par la direction de circulation du véhicule ferroviaire.
[0009] Sur la Figure 1 est représenté schématiquement un véhicule ferroviaire 1 selon un
premier mode de réalisation de l'invention. Le véhicule ferroviaire 1 comporte au
moins deux voitures intermédiaires adjacentes 3 disposées les unes derrière les autres
longitudinalement selon la direction X et articulées entre elles. Les voitures intermédiaires
3 sont par exemple prévues pour transporter des passagers.
[0010] Le véhicule ferroviaire 1 comporte en outre au moins une voiture de tête 5A, 5B liée
à une première des voitures intermédiaires 7. Chaque voiture de tête 5A, 5B comporte
un châssis 9, une cabine de pilotage et un bouclier de protection 11 fixé sur la cabine.
Dans le mode de réalisation présenté sur la Figure 1, le véhicule ferroviaire 1 comporte
deux voitures de tête 5A, 5B placées aux deux extrémités opposées du véhicule ferroviaire
1 de manière à faciliter le déplacement du véhicule ferroviaire 1 dans un sens de
circulation ou dans le sens opposé.
[0011] Chaque voiture de tête 5A, 5B comporte au moins deux bogies propres 13.
[0012] Chaque première voiture intermédiaire 7 comporte au moins un bogie propre 14.
[0013] Le véhicule ferroviaire 1 comporte également une pluralité de bogies intermédiaires
15 disposés entre deux voitures intermédiaires adjacentes 3. Chaque bogie intermédiaire
15 porte directement les extrémités en regard 17, 19 de deux voitures intermédiaires
adjacentes 3. Ce type de véhicule ferroviaire est dit « articulé ». Les bogies 15
sont par exemple du même type que ceux décrits dans le document
EP 2 883 776 A1 et ne seront pas décrits en détail ici.
[0014] Comme visible sur la Figure 1, un premier système d'absorption de collision 20 est
localisé entre chaque voiture de tête 5A, 5B et la première voiture intermédiaire
7 adjacente. Les premiers systèmes d'absorption d'énergie de collision 20 situés entre
chaque voiture de tête 5A, 5B et la première voiture intermédiaire 7 adjacente sont
strictement identiques.
[0015] Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, la première voiture est ainsi
constituée par l'une voitures de tête 5A, 5B et la deuxième voiture est constituée
par la première des voitures intermédiaires 7, adjacente à la voiture de tête 5A,
5B.
[0016] Selon un mode de réalisation, chaque voiture de tête 5A, 5B comprend en outre un
deuxième système d'absorption d'énergie de collision 22 localisé à l'avant desdites
voitures de tête 5A, 5B.
[0017] Selon un mode de réalisation, aucun système d'absorption d'énergie de collision n'est
localisé entre deux voitures intermédiaires adjacentes 3.
[0018] Avantageusement, le premier système d'absorption d'énergie de collision 20 et le
deuxième système d'absorption d'énergie de collision 22 sont dimensionnés pour absorber
ensemble toute l'énergie d'une collision, par exemple tel que définie par un texte
normatif concernant la sécurité passive en particulier la norme européenne EN 15227.
[0019] Sur la Figure 2 est représenté le premier système d'absorption d'énergie de collision
20. Pour chaque paire de voitures adjacentes entre lesquelles s'étend le premier système
d'absorption d'énergie de collision 20, le premier système d'absorption d'énergie
de collision 20 comprend une pluralité de modules à déformation irréversible 30A,
30B, 32A, 32B configurés pour se déformer plastiquement selon la direction longitudinale
et au moins une barre de liaison 34. Un premier bout 36A de la barre de liaison 34
est lié à une extrémité arrière d'un châssis 9 d'une première voiture de ladite paire.
Le deuxième bout 36B de la barre de liaison 34 est lié à une extrémité avant d'une
deuxième voiture de ladite paire.
[0020] Comme visible sur la Figure 2, le premier système d'absorption d'énergie de collision
20 comporte 2 paires de modules à déformation irréversible 30, 32, placées de part
et d'autre de la barre de liaison 34. Chaque paire de modules 30, 32 comporte un premier
module 30A, 32A fixé à une extrémité arrière d'un châssis 9 de la première voiture
et un deuxième module 30B, 32B fixé à une extrémité avant de la deuxième voiture,
en regard du premier module 30A, 32A.
[0021] Les modules à déformation irréversible 30A, 30B, 32A, 32B ont sensiblement une forme
en tronc de pyramide s'évasant progressivement depuis leurs faces avant 38 vers leurs
faces arrière 40. Les modules à déformation irréversible 30A, 30B, 32A, 32B sont formés
d'un ensemble de tôles métalliques mécano-soudées les unes aux autres de manière à
définir un caisson compressible axialement par déformation plastique lors d'une collision
au niveau de la face avant 38 du module à déformation irréversible 30A, 30B, 32A,
32B.
[0022] Le caisson de chacun des modules à déformation irréversible 30A, 30B, 32A, 32B comportent
une pluralité de compartiments couplés les uns aux autres selon la direction longitudinale.
Ainsi, lors d'une collision au niveau de la face 38 avant du module 30A, 30B, 32A,
32B, les compartiments se déforment de manière plastique successivement et se compriment
les uns sur les autres selon la direction longitudinale pour absorber l'énergie de
collision.
[0023] La capacité d'absorption d'énergie de chaque module à déformation irréversible 30A,
30B, 32A, 32B est par exemple comprise entre 220kJ et 320kJ, typiquement 250kJ.
[0024] Avantageusement, les modules à déformation irréversible 30A, 30B, 32A, 32B sont amovibles.
Ils sont par exemple respectivement vissés sur le châssis 9 de la première voiture
ou sur l'extrémité avant de la deuxième voiture. Les modules à déformation irréversible
30A, 30B, 32A, 32B sont ainsi aisément remplaçables, notamment après une collision.
[0025] Ceci permet de rendre le véhicule ferroviaire 1 opérationnel plus rapidement notamment
en cas de collisions à faible énergie.
[0026] Les modules à déformation irréversible 30A, 30B, 32A, 32B comprennent, sur leur face
d'extrémité 38, un système anti-chevauchement comprenant une pluralité de voiles 42,
sensiblement parallèles. Chaque module 30A, 30B, 32A, 32B comprend de 4 à 8 voiles,
typiquement 6 voiles. Les voiles 42 sont orientés selon un angle de 30° à 60°, typiquement
selon un angle de 45°, par rapport au plan de roulement du véhicule.
[0027] Les génératrices des voiles 42 de deux modules 30A, 32A (ou 30B, 32B) portés par
une même extrémité d'une voiture sont décalées angulairement. En particulier, les
génératrices des voiles 42 de deux modules 30A, 32A (ou 30B, 32B) portés par une même
extrémité d'un véhicule forment un chevron.
[0028] Les voiles 42 sont typiquement constituées de lamelles métalliques mécano-soudées
sur la face d'extrémité 38 des modules 30A, 30B, 32A, 32B. Ces voiles peuvent être
plats ou en forme de V. La profondeur des voiles est de 40 à 70 mm, typiquement 60
mm. L'épaisseur des voiles 42 est de 10 à 50 mm, typiquement 15 à 37 mm. Les voiles
42 du système anti-chevauchement sont espacés d'une distance allant de 50 à 80 mm,
de préférence de 60 à 70 mm, typiquement de 60 mm.
[0029] Selon un mode de réalisation, les voiles 42 sont obtenues par pliage d'une tôle métallique.
De préférence, la tôle métallique est pliée selon un profil en dents de scie, pour
former une pluralité de voiles 42 solidaires. La tôle métallique pliée est directement
fixée sur la face d'extrémité 38 des modules 30A, 30B, 32A, 32B, notamment sans nécessiter
la séparation des voiles 42.
[0030] Sur la Figure 3 est représenté un module de déformation 30A, 30B, 32A, 32B selon
un mode de réalisation préféré de l'invention. Chaque module 30A, 30B, 32A, 32B comprend
6 voiles 42 répartis sur deux lamelles métalliques 43, chaque lamelle métallique 43
étant pliée de manière à former 3 voiles 42. Les voiles 42 sont orientées selon un
angle de 45°C par rapport au plan de roulement du véhicule, soit selon la diagonale
de la face avant 38 du module 30A, 30B, 32A, 32B. Le profil de pliage de la tôle métallique
consiste en la succession de saillies de formes triangulaires arrondies à leur extrémité
supérieure. La largeur maximale des saillies, au niveau de la base des triangles,
va de 20 à 50 mm, typiquement de 35 à 40 mm. La largeur minimale des saillies, au
niveau de l'extrémité supérieure des triangles, va de de 5 à 20 mm, typiquement 10
à 15 mm. Les deux lamelles métalliques sont espacées d'une distance allant de 50 à
250 mm, de préférence de 100 à 200 mm, typiquement de 150 à 200 mm La barre de liaison
34 comporte au moins un système réversible d'absorption d'énergie 44 et au moins un
système irréversible d'absorption d'énergie 46.
[0031] Le système réversible d'absorption d'énergie 44 est réalisé, par exemple, par des
capsules hydrauliques à gaz qui permettent d'amortir les chocs de faible intensité.
Les capsules hydrauliques à gaz fonctionnent comme un piston amortisseur. Elles comportent
un premier cylindre apte à se déplacer longitudinalement à l'intérieur d'un deuxième
cylindre creux d'un diamètre supérieur à celui du premier cylindre. La course du premier
cylindre est ralentie par un fluide (par exemple de l'huile) et l'énergie est dissipée,
par exemple sous forme de chaleur.
[0032] Typiquement, la course maximale du premier cylindre est comprise entre 60 mm et 200
mm.
[0033] Par exemple, la capacité d'absorption d'énergie du système réversible d'absorption
d'énergie est de 30 à 200 kJ, typiquement 80 kJ.
[0034] Le système irréversible d'absorption d'énergie 46 est constitué par exemple d'un
tube de déformation. Le tube de déformation comporte un premier cylindre qui s'étend
longitudinalement en saillie. Le premier cylindre est emmanché de force dans un deuxième
cylindre présentant un diamètre plus faible que celui du premier cylindre. Ainsi,
en cas de choc, le premier cylindre vient extruder et déformer de manière plastique
le deuxième cylindre.
[0035] Le système irréversible d'absorption d'énergie permet par exemple d'absorber une
quantité d'énergie comprise entre 500 et 2400 kJ, typiquement 1200 kJ.
[0036] Sur les Figures 4 et 5 est représenté le deuxième système d'absorption d'énergie
de collision 22. Lorsqu'il est présent, ce système est positionné à chaque extrémité
du train. Le deuxième système d'absorption d'énergie 22 comporte une pluralité de
modules de déformation configurés pour se déformer selon la direction longitudinale,
et un attelage automatique d'absorption d'énergie 50 comprenant par exemple un système
d'effacement 52 assurant à la fois une absorption irréversible et un effacement guidé
tel qu'un tube de déformation.
[0037] Comme visible sur la Figure 4, le deuxième système d'absorption d'énergie 22 comporte
deux modules à déformation irréversibles 54 fixés à une extrémité avant du châssis
9 de la voiture de tête 5A, 5B reliés par une traverse de liaison 56, deux modules
à déformation irréversible inférieurs 58 fixés à ladite traverse de liaison 56 et
deux modules à déformation irréversible supérieurs 60 fixés au bouclier de protection
11 de la cabine de pilotage de la voiture de tête 5A, 5B.
[0038] Les modules à déformation irréversible inférieurs 58 et les modules à déformation
irréversible supérieurs 60 ont sensiblement une forme en tronc de pyramide s'évasant
progressivement depuis leurs faces avant 62 vers leurs faces arrière 64. Les modules
à déformation irréversible inférieurs 58 et les modules à déformation irréversible
supérieurs 60 sont formés d'un ensemble de tôles métalliques mécano-soudées les unes
aux autres de manière à définir un caisson compressible axialement par déformation
plastique lors d'une collision au niveau de la face avant 62 du module à déformation
irréversible 58, 60.
[0039] Comme visible sur les Figures 4 et 5, le caisson de chacun des modules à déformation
irréversible 58, 60 comportent une pluralité de compartiments couplés les uns aux
autres selon la direction longitudinale. Ainsi, lors d'une collision au niveau de
la face 62 avant du module 58, 60, les compartiments se déforment de manière plastique
successivement et se compriment les uns sur les autres selon la direction longitudinale
pour absorber l'énergie de collision.
[0040] La capacité d'absorption d'énergie de chaque module de déformation inférieur 58 est
par exemple comprise entre 220kJ et 320kJ, typiquement 250kJ.
[0041] Les modules de déformation inférieurs 58 sont globalement semblables aux modules
de déformation 30A, 30B, 32A, 32B du premier système d'absorption d'énergie de collision
définis ci-dessus.
[0042] La capacité d'absorption d'énergie de chaque module de déformation supérieur 60 est
par exemple comprise entre 500kJ et 1000kJ, typiquement 700kJ.
[0043] Les modules à déformation irréversible inférieurs 58 sont généralement qualifiés
d'anti-chevauchement car ils permettent d'éviter en cas de collision avec un autre
véhicule ferroviaire que les deux véhicules ne se chevauchent.
[0044] Les modules à déformation irréversible supérieurs 60 sont généralement dénommées
boucliers absorbants. Ils absorbent ainsi plus particulièrement l'énergie de collision
au niveau du poste de conduite à l'avant de la voiture de tête 5A, 5B. Cela permet
notamment de protéger la zone de conduite en cas de collision avec des obstacles routiers
tels que les camions.
[0045] Les modules à déformation irréversible inférieurs 58 et les modules à déformation
irréversible supérieurs 60 comprennent, au niveau de leur face avant 62, un système
anti-chevauchement comprenant une pluralité de voiles 66, sensiblement parallèles.
Chaque module 58, 60 comprend de 4 à 8 voiles, typiquement 6 voiles.
[0046] Selon un mode de réalisation préféré, les voiles 66 sont horizontaux, c'est-à-dire
qu'ils sont parallèles par rapport au plan de roulement du véhicule ferroviaire 1.
Selon un mode réalisation alternatif, l'orientation des voiles 66 des modules 58,
60 est identique à celle des modules 30A, 32A, 30B, 32B du premier système d'absorption
d'énergie de collision 20 défini ci-dessus.
[0047] Avantageusement, les modules de déformation inférieurs 58 et les modules à déformation
irréversible supérieurs 60 sont amovibles. Ils sont par exemple respectivement boulonnés
sur la traverse de liaison 56 et sur le châssis 9 de la voiture de tête 5A, 5B et
peuvent ainsi être remplacés le cas échéant après une collision.
[0048] Ceci permet de rendre le véhicule ferroviaire 1 opérationnel plus rapidement notamment
en cas de collisions à faible énergie n'affectant pas les modules à déformation irréversible
54.
[0049] Les modules à déformation irréversibles 54 sont fixés sur le châssis 9 de la voiture
de tête 5A, 5B par exemple par soudage.
[0050] Les modules à déformation irréversibles 54 ont sensiblement une forme parallélépipédique
et s'étendent en saillie du châssis 9 de la voiture de tête 5A, 5B selon la direction
longitudinale. Les modules à déformation irréversibles 54 ont une structure en compartiments,
similaire à ce qui a été décrit précédemment.
[0051] La capacité d'absorption d'énergie de chaque module à déformation réversibles 54
est par exemple comprise entre 800kJ et 1000kJ, typiquement 900kJ.
[0052] Les modules à déformation irréversible 54 sont dans le prolongement des modules à
déformation irréversible inférieurs 58, et sont situés entre la cabine de pilotage
et les modules à déformation irréversible inférieurs 58.
[0053] L'attelage automatique 50 est fixé à l'avant de la voiture de tête 5A, 5B en saillie.
Il est inséré dans une ouverture 68 réalisée dans la traverse de liaison 56, entre
les deux modules à déformation irréversibles 54. L'attelage automatique 50 comporte
une tête d'attelage 70 qui assure la fonction de couplage automatique à un autre véhicule
ferroviaire, un absorbeur d'énergie réversible 72 et un absorbeur d'énergie non-réversible
74.
[0054] La tête d'attelage 70 ne sera pas décrite en détail ici et est connue de l'état de
la technique. La tête d'attelage 70 est en saillie par rapport à l'extrémité de la
voiture de tête 5A, 5B et permet d'assurer une connexion mécanique, pneumatique et
électrique entre la voiture de tête et le véhicule ferroviaire qui y est attelé.
[0055] L'absorbeur d'énergie réversible 72 est réalisé, par exemple, par des capsules hydrauliques
à gaz qui permettent d'amortir les chocs de faible intensité. Les capsules hydrauliques
à gaz fonctionnent comme un piston amortisseur. Elles comportent un premier cylindre
apte à se déplacer longitudinalement à l'intérieur d'un deuxième cylindre creux d'un
diamètre supérieur à celui du premier cylindre. La course du premier cylindre est
ralentie par un fluide (par exemple de l'huile) et l'énergie est dissipée, par exemple
sous forme de chaleur.
[0056] Typiquement, la course maximale du premier cylindre est comprise entre 60 mm et 200
mm.
[0057] Par exemple, la capacité d'absorption d'énergie de l'absorbeur d'énergie réversible
72 est comprise entre 30 et 200 kJ typiquement 80 kJ.
[0058] Comme visible sur la Figure 5, le système d'effacement 52 s'étend longitudinalement
sous le châssis 9 de la voiture de tête 5A, 5B.
[0059] Le système d'effacement 52 comporte un premier cylindre qui s'étend longitudinalement
en saillie. Le premier cylindre est emmanché de force dans un deuxième cylindre présentant
un diamètre plus faible que celui du premier cylindre. Ainsi, en cas de choc, le premier
cylindre vient extruder et déformer de manière plastique le deuxième cylindre.
[0060] L'absorbeur d'énergie non-réversible 74 permet par exemple d'absorber une quantité
d'énergie comprise entre 500 et 2400 kJ, typiquement 1200 kJ.
[0061] Le fonctionnement de l'ensemble du premier système absorption d'énergie de collision
20 et du deuxième système d'absorption d'énergie de collision 22 du véhicule ferroviaire
1 va maintenant être décrit au regard des Figures 6 à 8 qui présentent le comportement
à différents stades du premier système d'absorption d'énergie de collision 22 en cas
de collision frontale du véhicule ferroviaire 1.
[0062] Bien entendu, ce scénario de collision est donné à titre indicatif et non limitatif
puisque l'ensemble du premier système absorption d'énergie de collision 20 et du deuxième
système d'absorption d'énergie de collision 22 est dimensionné pour absorber toute
l'énergie d'une collision telle que définie par la norme européenne EN 15227 ou toute
autre norme concernant la sécurité passive, comme décrit précédemment.
[0063] Lorsque l'avant de la voiture de tête 5A, 5B entre en collision avec un obstacle
(non représenté), tout d'abord le deuxième système d'absorption d'énergie de collision
22 commence à absorber l'énergie de collision. Le fonctionnement du deuxième système
d'absorption d'énergie de collision est détaillé dans
EP 3 456 602 et n'est pas décrit en détails ici.
[0064] Dès l'impact entre la voiture de tête 5A, 5B et l'obstacle, le premier système d'absorption
d'énergie de collision 20 est également sollicité. Dans un premier temps (Figure 6),
l'impact entraîne un mouvement relatif de la voiture de tête 5A, 5B par rapport à
la première voiture intermédiaire 7adjacente. Plus généralement, l'impact entraîne
un mouvement relatif d'une première voiture par rapport à une deuxième voiture entre
lesquelles s'étend le premier système d'absorption d'énergie de collision 20. L'absorbeur
d'énergie réversible 44 de la barre de liaison 34 commence à absorber une partie de
l'énergie de collision. Au-delà de la capacité réversible de la barre de liaison,
l'absorbeur d'énergie non-réversible de la barre de liaison 34 est sollicité et le
tube de déformation 46 commence à se déformer (Figure 7). La première voiture et la
deuxième voiture se rapprochent de sorte que les voiles 42 des modules situés en regard
30A, 30B et 32A, 32B s'intercalent. Les modules situés en regard 30A, 30B et 32A,
32B entrent ensuite en contact et commencent à se déformer en se compressant longitudinalement
pendant que le tube de déformation 46 continue à se déformer jusqu'à ce que la capacité
d'absorption maximale soit atteinte. A l'étape finale (Figure 8), le tube de déformation
est déformé au maximum, les voiles (42) des modules situés en regard 30A, 30B et 32A,
32B sont intercalés et la compression des modules de déformation est maximale. Le
premier système d'absorption d'énergie a ainsi permis typiquement d'absorber une quantité
d'énergie comprise entre 1000 kJ et 4000 kJ, typiquement 2000 kJ.
[0065] Sur la Figure 9 est représenté schématiquement un véhicule ferroviaire selon un deuxième
mode de réalisation de l'invention.
[0066] Le véhicule ferroviaire 1 comporte au moins deux voitures intermédiaires adjacentes
3 disposées les unes derrière les autres longitudinalement selon la direction X et
non articulées entre elles. Les voitures intermédiaires 3 sont par exemple prévues
pour transporter des passagers.
[0067] Le véhicule ferroviaire 1 comporte en outre au moins une voiture de tête 5A, 5B liée
à une première des voitures intermédiaires 7. Chaque voiture de tête 5A, 5B comporte
un châssis 9, une cabine de pilotage et un bouclier de protection 11 fixé sur la cabine.
Dans le mode de réalisation présenté sur la Figure 9, le véhicule ferroviaire 1 comportent
deux voitures de tête 5A, 5B placées aux deux extrémités opposées du véhicule ferroviaire
1 de manière à faciliter le déplacement du véhicule ferroviaire 1 dans un sens de
circulation ou dans le sens opposé.
[0068] Chaque voiture de tête 5A, 5B et chaque voiture intermédiaires 7, 3 comportent au
moins deux bogies propres 13, 14.
[0069] Chaque paire de voitures intermédiaires 3 adjacentes sont reliées entre elles par
une barre d'attelage ou de liaison 34.
[0070] Comme visible sur la Figure 9, un premier système d'absorption de collision 20 est
localisé entre chaque voiture de tête 5A, 5B et la première voiture intermédiaire
7 adjacente ainsi qu'entre au moins deux voitures intermédiaires 3 adjacentes, de
préférence entre chaque paire de voitures intermédiaires 3 adjacentes.
[0071] Les premiers systèmes d'absorption d'énergie de collision 20 situés entre chaque
voiture de tête 5A, 5B et la première voiture intermédiaire 7 adjacente sont strictement
identiques, de même que les premiers systèmes d'absorption d'énergie de collision
20 situés entre deux voitures intermédiaires 3 adjacentes.
[0072] Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, la première voiture est ainsi
constituée par l'une voitures de tête 5A, 5B ou par une des voitures intermédiaires
3 et la deuxième voiture est constituée par une voiture intermédiaire 3, 7, adjacente
à la première voiture 5A, 5B, 3.
[0073] Selon un mode de réalisation, chaque voiture de tête 5A, 5B comprend en outre un
deuxième système d'absorption d'énergie de collision 22 localisé à l'avant desdites
voitures de tête 5A, 5B.
[0074] Avantageusement, le premier système d'absorption d'énergie de collision 20 et le
deuxième système d'absorption d'énergie de collision 22 sont dimensionnés pour absorber
ensemble toute l'énergie d'une collision, par exemple tel que définie par un texte
normatif concernant la sécurité passive en particulier la norme européenne EN 15227.
[0075] La structure des premier 20 et deuxième 22 systèmes d'absorption d'énergie de collision
ainsi que leur fonctionnement suite à une collision frontale du véhicule ferroviaire
1 sont analogues à ceux décrits ci-dessus dans le contexte d'une rame articulée en
références aux figures 1 à 8.
[0076] Ainsi, le véhicule ferroviaire 1 selon l'invention permet de limiter le taux de décélération
et d'absorber toute l'énergie d'une collision. L'intégrité des passagers et du conducteur
est ainsi garantie.
[0077] Dans le cas d'une rame « articulée » (1
er mode de réalisation représenté sur la Figure 1) ou d'une rame « non-articulée » (2
ème mode de réalisation représenté sur la Figure 9), de par l'articulation entre chaque
voiture intermédiaire adjacente 3, ou la barre de liaison 34 reliant les voitures
intermédiaires 3 adjacentes, ces dernières forment une unique masse et par conséquent
les décélérations sont homogènes tout le long du véhicule ferroviaire 1et les passagers
ressentent la même décélération peu importe la voiture intermédiaire 3 dans laquelle
ils se trouvent. Les modules de déformation 30A, 30B, 32A, 32B permettent en outre
de limiter le risque de déraillement des voitures. Enfin, l'agencement des voiles
42 permet de minimiser les déplacements relatifs des voitures, en particulier les
déplacements transversaux et verticaux. Il permet en particulier de limiter le risque
de déraillement des voitures.
1. Véhicule ferroviaire (1) comportant :
- au moins une première (5A, 5B, 3) et une deuxième (7, 3) voitures adjacentes disposées
l'une derrière l'autre longitudinalement et reliées l'une à l'autre ;
- un bogie (13, 14) situé de chaque côté d'une liaison entre les première (5A, 5B,
3) et deuxième (7, 3) voitures, chaque bogie (13, 14) étant propre à une des première
(5A, 5B, 3) et deuxième voitures (7, 3) ;
- un premier système d'absorption de l'énergie de collision (20), localisé à la liaison
entre les première (5A, 5B, 3) et deuxième (7, 3) voitures, comprenant au moins une
barre de liaison (34) équipée d'un système irréversible d'absorption d'énergie (46)
localisé dans la barre de liaison (34), ladite barre de liaison (34) étant liée par
l'un de ses bouts (36A) à la première voiture (5A, 5B, 3) et par l'autre de ses bouts
(36B) à la deuxième voiture (7, 3);
caractérisé en ce que ledit premier système d'absorption d'énergie de collision (20) comporte en outre
une pluralité de modules à déformation irréversible (30A, 30B, 32A, 32B) configurés
pour se déformer selon la direction longitudinale,
les modules à déformation irréversible (30A, 30B, 32A, 32B) comprenant une face d'extrémité
(38) pourvue d'un système anti-chevauchement comprenant une pluralité de voiles (42),
sensiblement parallèles, lesdites voiles (42) étant orientées selon un angle de 30°
à 60°, par rapport au plan de roulement du véhicule.
2. Véhicule ferroviaire (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des modules à déformation irréversible (30A, 30B, 32A, 32B) est amovible.
3. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier système d'absorption d'énergie de collision (20) comprend au moins une
paire de modules à déformation irréversible (30A, 30B, 32A, 32B) comprenant un premier
module (30A, 32A) fixé à la première voiture (5A, 5B, 3) et un deuxième module (30B,
32B) fixé à la deuxième voiture (7,3), en regard du premier module.
4. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les voiles (42) du système anti-chevauchement sont orientés selon un angle allant
de 40 à 50°, typiquement selon un angle de 45°, par rapport au plan de roulement du
véhicule.
5. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les voiles (42) du système anti-chevauchement sont espacés d'une distance allant
de 50 à 80 mm, de préférence de 60 à 70 mm, typiquement de 60 mm.
6. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le premier système d'absorption d'énergie de collision (20) comprend deux paires
de modules à déformation irréversible (30A, 30B, 32A, 32B) telles que définies à la
revendication 3, les deux paires de modules étant placées de part et d'autre de la
barre de liaison (34).
7. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les voiles (42) de deux modules à déformation irréversible (30A, 32A, 30B, 32B) portés
par une même extrémité d'une voiture s'étendent selon des génératrices qui sont décalées
angulairement.
8. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première voiture est une voiture de tête (5A, 5B) et la deuxième voiture est une
voiture adjacente à la voiture de tête (7), et en ce que le véhicule comprend une pluralité de voitures intermédiaires (3) s'étendant entre
la voiture de tête (5A, 5B) et une voiture de queue (5B, 5A), chaque paire de voitures
intermédiaires (3) adjacentes étant reliée par un bogie commun (15).
9. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première voiture est une voiture de tête (5A, 5B) et la deuxième voiture est une
voiture adjacente à la voiture de tête (7), et en ce que le véhicule comprend une pluralité de voitures intermédiaires (3) s'étendant entre
la voiture de tête (5A, 5B) et une voiture de queue (5B, 5A), chaque paire de voitures
intermédiaires (3) adjacentes étant reliée par une barre de liaison (34).
10. Véhicule ferroviaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant
en outre un deuxième système d'absorption d'énergie de collision (22) localisé à l'avant
d'une voiture de tête (5A, 5B) du véhicule et comprenant un attelage automatique d'absorption
d'énergie (50) et une pluralité de modules à déformation irréversible configurés pour
se déformer selon la direction longitudinale (54, 58, 60).