Brevet FR2573716A1 — publié le 19860530

L'invention concerne un procédé de contrôle de l'état d'une voie ferrée et a plus particulièrement pour objet le repérage des défauts relevés par des équipements de contrôle embarqués sur une voiture roulant sur la voie ferrée à contrôler pour permettre aux équipes de maintenance de retrouver ultérieurement ces défauts; l'invention concerne aussi un système de contrôle pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est connu de contrôler une voie ferrée en faisant cir- culer sur celle-ci une voiture spéciale comportant des appa- reils de contrôle de toutes sortes, notamment des systèmes à ultrasons et des capteurs à courant de Foucault. Tous ces moyens de contrôle sont mis en oeuvre pour dé- tecterf au fur et à mesure de la progression de la voiture, des types de défaut spécifiques: fissures internes pour les détecteurs à ultrasons, fissures débouchant en surface de la table de roulement pour les détecteurs à courant de Foucault, etc... Un système de traitement informatique est également embarqué pour traiter - les informations délivrées par tous les capteurs, les corriéler et caractériser ainsi la nature du défaut tout en distinguant parmi les signaux reçus ceux qui correspondent à un point singulier (joint ou rail éclissé, joint soudé) et non à un défaut. D'autres informations relatives à l'état général de la voie ferrée peuvent être rassemblées par des moyens adaptés et traitées par l'ordinateur, comme par exemple la stabilité de la voie ou encore la qualité du shuntage des rails par les essieux qui conditionne le fonctionnement automatique des signaux. L'ordinateur est associé à des moyens d'enregistrement et d'affichage de toutes ces informations, comme par exemple une imprimante qui délivre une succession de messages qui seront exploités ultérieurement par une équipe de mainte- nance. Un opérateur surveillant la prise des données peut également, par l'intermédiaire d'un clavier, inscrire des informations indiquant des points singuliers de la voie (tunnels, aiguillages) facilitant le repérage des défauts par l'équipe de maintenance. Par ailleurs, le repérage précis d'un défaut est assuré par un marquage de peinture commandé automatiquement depuis la voiture par le système de contrôle. Cependant ces traces de peinture sont assez difficiles à retrouver si les infor- mations enregistrées ne comportent pas un nombre suffisant de points singuliers précités. Or l'automatisation de la détection des défauts et l'amélio- ration des performances des appareillages correspondants permet d'envisager la réduction des temps de contrôle, en augmentant la vitesse de la voiture portant ces équipements. Il devient alors très difficile pour l'opérateur de noter clairement et avec précision la nature et l'emplacement de tous les points singuliers qu'il repère. L'invention a pour but de permettre une saisie automatique des points singu- liers facilitant la localisation des marques de peinture. Plus précisément, l'invention concerne donc un procédé de contrôle de l'état d'une voie ferrée du type consistant à déplacer les moyens de contrôle sur une voiture roulant sur ladite voie et à enregistrer les signaux émis par lesdits moyens de contrôle au fur et à mesure de la progression de ladite voiture, caractérisé en ce qu'il consiste, en poin- tant un radar embarqué sur ladite voiture vers des struc- tures caractéristiques' situées le long de ladite voie, à enregistrer les signaux d'écho correspondants, simultanément auxdits signaux, pour contribuer au repérage ultérieur des défauts détectés sur ladite voie ferrée. Parmi les structures caractéristiques repérables par ce moyen, on peut citer les ponts, les tunnels et surtout les poteaux caténaires qui présentent l'avantage de procurer des échos bien caractéristiques constituant un balisage/relati- vement précis de la voie ferrée puisqu'ils sont disposés à intervalles réguliers sur la quasi totalité des parcours électrifiés. L'invention concerne également un système de contrôle d'une voie ferrée comportant une voiture roulant sur ladite voie dans laquelle sont installés des moyens de contrôle en con- tinu de ladite voie et des moyens d'enregistrement des si- gnaux délivrés par lesdits moyens de contrôle caractérisé en ce que ladite voiture porte au moins un équipement radar dont l'antenne est orientée dans une direction prédéterminée correspondant à la position de structures caractéristiques situées au voisinage de la voie et ce que lesdits moyens d'enregistrement sont connectés pour enregistrer les signaux d'écho élaborés par le radar corrélativement aux signaux délivrés par les moyens de contrôle. L'invention apparaîtra plus clairement ainsi que d'autres avantages de celle-ci, à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin non limitatif annexé dans lequel: - La figure 1 représente schématiquement une voiture de con- trôle se déplaçant sur une voie ferrée en cours de con- trôle, ladite voiture étant pourvue d'un équipement radar conforme à l'invention; - La figure 2 est un schéma-bloc de l'installation; et - La figure 3 illustre le mode de fonctionnement de l'équi- pement radar. En se reportant au dessin, le système de contrôle décrit est installé à bord d'une voiture (11) se déplaçant sur une voie ferrée (12a) à contrôler. Deux alignements de poteaux caté- naires (13a), (13b) sont respectivement établis le long- de deux voies ferrées parallèles (12a), (12b). Un certain nom- bre de capteurs (14), (15), (16), (17)... sont installés dans la voiture pour contrôler les rails. Ce sont princi- palement des capteurs à ultrasons ou à courant de Foucault, comme mentionné ci-dessus. Les signaux émis par ces capteurs sont traités et gérés par un ordinateur (20) qui pilote une imprimante (21) dont le rôle est d'enregistrer et visualiser les informations signalant les défauts et leur localisation approximative par des points singuliers. Certains de ces points singuliers peuvent être enregistrés directement par un opérateur inspectant la voie depuis la voiture (11). L'opérateur utilise alors un clavier (22) couplé au système ordinateur-imprimante. L'ordinateur pilote en outre un dis- positif de marquage (23) projetant une petite quantité de peinture sur la voie ferrée chaque fois qu'un défaut est détecté par l'un des capteurs (14-17) et reconnu comme tel par l'ordinateur, selon des critères et une procédure d'ana- lyse connus, qui ne font pas partie de l'invention. Selon l'invention, la voiture (11) porte à sa partie supé- rieure, au moins une et de préférence deux antennes de radar (25a), (25b), ici sous forme de paraboloides. Ces antennes sont orientées dans des directions prédé- terminées (symétriquement de part et d'autre de la voiture et vers l'avant) correspondant à la position possible de structures caractéristiques situées au voisinage de la voie. Selon l'exemple, l'antenne (25a) est pointée en direction de la partie haute des poteaux caténaires (13a) et reçoit les échos correspondants tandis que les signaux éventuellement émis par l'antenne (25b) ne donnent lieu à aucun écho exploitable. En revanche, si la voiture circulait sur la voie ferrée (12b), la situation serait inversée, l'antenne (25b) fournissant les signaux d'écho représentatifs de la présence des caténaires (13b). Dans tous les cas c'est donc l'alignement des poteaux caté- naires le plus proche de la voiture (11) qui est détecté. Chaque antenne (25a), (25b) est orientée pour que son fais- ceau radar soit plus particulièrement dirigé vers les anti- balançants (26) des poteaux caténaires de l'alignement correspondant. L'équipement radar connecté aux antennes est classique et comporte des moyens de mesure de l'effet Doppler résultant du déplacement de la voiture (11). En effet, l'orientation de l'antenne étant fixée et l'écar- tement b des poteaux caténaires par rapport à la voie ferrée variant peu, la distance d séparant les antibalançants des poteaux caténaires de l'antenne lors de l'élaboration de l'écho (voir figure 3) est une constante et la variation de fréquence Afo correspondante est connue si la vitesse de la voiture (11) est stabilisée à une valeur prédéterminée (de l'ordre de 40 km/h dans la pratique). Le système peut donc comporter par exemple un générateur HF (28) relié à un dispositif d'émission-réception (29) dont la sortie de signal d'écho est reliée à des moyens comparateurs de fréquences (30) également connectés au générateur (28). Tout écart de fréquence Afo prédéterminé est- interprété comme la détection d'un poteau caténaire et provoque la transmission d'un ordre de pilotage de l'imprimante (21). Le système est programmé pour corriger automatiquement la loca- lisation du caténaire de la distance a due à l'orientation vers l'avant de l'antenne (voir figure 3). Une fois cette correction d'erreur systématique effectuée, l'erreur rési- duelle de localisation ne dépend pratiquement que des varia- tions de l'éloignement des antibalançants de poteaux caté- naires par rapport à la voie (distance b); elle est de l'or- dre de 1 à 2 mètres. Bien entendu, on pourrait prévoir d'autres antennes (25) pointées vers d'autres structures caractéristiques comme les ponts et les tunnels. R E V E N D I C A T I ON S 1. Procédé de contrôle de l'état d'une voie ferrée du type consistant à déplacer les moyens de contrôle sur une voiture (11) roulant sur ladite voie (12a) et à enregistrer (21) les signaux émis par lesdits moyens de contrôle (14-17) au fur et à mesure de la progression de ladite voiture, caractérisé en ce qu'il consiste, en pointant un radar (25a) embarqué sur ladite voiture vers des structures caractéristiques (13) situées le long de ladite voie, à enregistrer (21) les si- gnaux d'écho correspondants, simultanément auxdits signaux, pour contribuer au repérage ultérieur des défauts détectés sur ladite voie ferrée. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les structures caractéristiques précitées sont les poteaux caténaires (13a) placés en bordure de ladite voie ferrée. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'on pointe le faisceau dudit radar vers les antibalançants (26) desdits poteaux caténaires. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caracté- risé en ce que, la vitesse de ladite voiture (11) étant constante, on détecte lesdits poteaux caténaires par exploi- tation de l'effet Doppler. 5. Système de contrôle d'une voie ferrée comportant une voiture (11) roulant sur ladite voie dans laquelle sont ins- tallés des moyens de contrôle en continu de- ladite voie (12a) et des moyens d'enregistrement (21) des signaux déli- vrés par lesdits moyens de contrôle caractérisé en ce que ladite voiture porte au moins un équipement radar (25a, 28-30) dont l'antenne (25a) est orientée dans une direction prédéterminée correspondant à la position de structures caractéristiques (13a) situées au voisinage de la voie et en ce que lesdits moyens d'enregistrement sont connectés pour enregistrer les signaux d'écho élaborés par le radar corrélativement aux signaux délivrés par les moyens de contrôle. 6. Système de contrôle selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'antenne (25a) dudit équipement radar est pointée en direction des poteaux caténaires, de préférence vers les antibalançants (26) de ceux-ci. 7. Système de contrôle selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit équipement radar (25, 28-30) est du type comportant des moyens de mesure de l'effet Doppler. 8. Système de contrôle selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce qu'il comporte deux antennes (25a, 25b) orientés vers les deux côtés de la voie avec des réglages sensiblement identiques correspondant à l'alignement des poteaux caténaires le plus proche de la voie sur laquelle - circule ladite voiture.