Brevet FR2693966A1 — publié le 19940128

La présente invention concerne le domaine des transports combinés rail-route. Ces transports, qui consistent à faire effectuer à la marchandise transportée une partie du trajet par voie ferrée (ou VF) en substitution de la voie routière (ou VR), cette dernière ne subsistant que dans une partie en amont et dans une partie en aval de la VF, auront à l'avenir de plus en plus la faveur d'une opinion publique soucieuse d'écologie, de sécurité et de santé publique. Les pouvoirs publics seront euxmêmes amenés à réglementer davantage les transports par VR. La liaison rail-route est donc appelée à connaître un développement considérable. Cependant les techniques actuellement mises en oeuvre pour assurer cette liaison comportent des inconvénients et des handicaps rédhibitoires qui, au lieu d'unir, désunissent et font camper les uns sur du "tout contre la route" et les autres, notamment les transporteurs routiers, sur du "tout contre le rail" ! II existe à l'heure actuelle trois systèmes de liaison rail-route : la conteneurisation d'une part, I'embarquement des semi-remorques d'autre part, et enfin le système dit de la "Rollende Strasse" en Allemagne et en Suisse (et auquel on peut rattacher le système dit "piggy back" aux Etats-Unis et que nous citons ici pour mémoire). Pour bien mesurer l'importance de l'invention qui sera ici décrite, rappelons rapidement ces trois systèmes. La conteneurisation nécessite, au départ de la VF comme à son arrivée, un important chantier de manutention des conteneurs ainsi que des aires et des magasins de stockage et de transit, car le flux des marchandises est rarement tendu. En outre, les ruptures de charge qui interviennent sur ces chantiers nécessitent la mise en oeuvre de deux tracteurs avec chacun leur pilote, différents : I'un pour la VR en amont, et l'autre pour la VR en aval. De ce fait, la majorité des entreprises de transport, qui sont des entreprises de taille moyenne ou petite, n'ont pas les moyens de gérer la totalité d'un tel transport : elles abandonnent leur contrôle en cours de trajet (entreprises en amont) ou ne le prennent qu'en cours de trajet (entreprises en aval). Un autre système, la palettisation, est analogue à la conteneurisation. Si le chargement du conteneur se fait par le côté du wagon qui par ailleurs n'est pas séparé des autres wagons de sa rame, le chargement d'une semi-remorque se fait sur un wagon isolé de sa rame et par un quai en bout de wagon. Ce wagon est spécialisé pour ce seul transport de semi-remorques. La manoeuvre d'embarquement est délicate et nécessite un pilote expérimenté. Enfin il y a rupture de charge, qui entraîne le même inconvénient que la conteneurisation : tracteurs et pilotes différents en amont et en aval. Le système de la "Rollende Strasse" est une rame complète de wagons plats surbaissés. Les véhicules routiers montent sur la rame par un quai en bout de rame et roulent d'un wagon sur l'autre jusqu'à leur wagon porteur: il s'agit d'une manoeuvre sensible et à risques, aussi bien à l'embarquement qu'au débarquement. Enfin les véhicules embarqués forment un ensemble: aucun d'entre eux ne peut embarquer ou débarquer de façon autonome... C'est un système lourd, rigide, qui ne trouve pas à se développer. La techniques que nous allons décrire et qui fait l'objet de la présente invention, ne nécessite ni rupture de charge comme avec la conteneurisation, ni séparation du wagon et rupture de charge comme avec les semi-remorques, ni embarquement(ou débarquement)à la queue-leu-leu comme avec la "Rollende Strasse". C'est une technique qui combine l'accès direct au wagon porteur comme par un quai latéral et l'embarquement (ou le débarquement) direct sur le wagon porteur par un quai en bout de wagon, de façon autonome, sans séparer le wagon, sans rupture de charge et en marche avant ! Vocabulaire. Nous appelons "épiwagonnage d'un véhicule routier" (du préfixe grec "epi" : position supérieure ou "sur"), I'embarquement et le transport sur un wagon de Chemin de Fer d'un véhicule routier conforme aux normes définies par le Code de la Route, le véhicule embarquant sur le wagon grâce à sa propre force motrice. L'épiwagonnage par un "quai en bout" est celui réalisé dans la Rollende Strasse. L'épiwagonnage par "quai latéral", qui permettrait d'accéder directement au wagon porteur, n'existe pas pour les véhicules routiers. II est techniquement impossible, car l'espace de manoeuvre matériellement nécessaire n'est pas disponible par accès latéral. L'épiwagonnage "pseudo-latéral" est l'objet de la présente invention. C'est une technique qui réunit en un ensemble nouveau trois types de matériels : un quai d'approche, disposé sur le côté latéral du wagon ; un wagon plat porteur aligné dans sa rame et positionné sur une plaque tournante; enfin cette plaque tournante qui, par rotation, positionne le wagon dans l'axe du quai latéral qui devient ainsi un quai en bout. Un quai d'épiwagonnage "pseudo-latéral" n'est latéral que dans la phase d'approche du wagon par le véhicule ; pour l'embarquement proprement dit il fonctionne véritablement comme un quai en bout : c'est un faux (c'est à dire : pseudo) quai latéral. Nous appelons "poste d'épiwagonnage pseudo-latéral" l'installation qui permet l'embarquement (ou le débarquement) d'un véhicule routier directement sur son wagon porteur en se présentant directement sur son flanc latéral et sans passer par un quai en bout de rame. Nous appelons "Station d'épiwagonnage" un ensemble de postes d'épiwagonnage à la dimension d'une rame complète de wagons. Dans le texte et sur les figures qui suivent, les parties relatives au wagon sont numérotées (1 n) ; celles relatives à la plaque tournante sont numérotées (2n) ; celles relatives au quai sont numérotées (3n) ; les éléments de liaison entre deux postes sont numérotés (4n). La figure 1 représente une vue du wagon (1) et du wagon (1') portant chacun un véhicule en charge. La figure 2 représente une extrémité du plateau (11) du wagon (1) ou (1'). La figure 3 représente un plan horizontal de la plaque tournante (2), le wagon n'étant pas représenté. En traits larges, la plaque (24) et ses rails (26) sont représentés en position "voie", c est à dire que le wagon qu'elle porte est ainsi aligné dans sa rame ; en pointillé fin ils sont en position "appontement", c'est à dire que le wagon est alors abouté au quai (3). La figure 4 représente deux plaques tournantes successives en position "voie" avec chacune sa charge de wagon (1) et de véhicule. La figure 5 représente la jonction des rails fixes (41) d'une part et des rails mobiles (26) de la plaque tournante d'autre part ; deux wagons portant leur charge son aboutés en position "voie". La figure 6 représente l'extrémité de la plaque (24) en position "appontement", le wagon (1) étant apponté par (31); sur cette vue, un véhicule est en manoeuvre d'embarquement. La figure 7 est une vue perspective simplifiée d'un poste d'épiwagonnage ; le wagon (1) est en position "voie". Les phases d'un embarquement (fig. 3, 7) Le véhicule routier est en attente sur le quai (3). Le wagon (1) est en position "voie" sur la plaque tournante (2), c'est à dire à sa place dans la rame mais dételé. La plaque effectue une rotation d'angle a et place l'about du wagon face au quai (3). Un appontement (31) réunit le quai au wagon et le véhicule embarque en marche avant (fig 6). L'appontement est enlevé et une rotation inverse ramène le wagon, chargé, dans sa rame. On voit que la manoeuvre se décompose en un petit nombre d'opérations simples. L'embarquement lui-même est simple, puisqu'il se fait de plain-pied et en marche avant. II en est de même du débarquement à la fin du trajet VF : la succession des opérations se fait de la même façon, mais le débarquement se fait par le quai en face, également de plainpied et en marche avant. Le wagon (1) Conçu pour porter des ensembles routiers lourds et de grandes dimensions, le wagon (1, 1'; fig 1) est un wagon plat surbaissé pour des itinéraires dont il n'engage pas, en charge, le gabarit. II doit en outre permettre, aux vitesses normales, une masse totale autorisée suffisante. Compte tenu de la simplicité des manoeuvres d'embarquement et de débarquement, qui sont de plain-pied et en marche avant, ilseraavaSageux d'étudier la mise en circulation de wagons surbaissés du type 1' (fig 1). Quel que soit le modèle retenu, les butoirs et les attelages sont situés à un niveau inférieur à celui (N ; fig 6) de la surface du plateau de wagon et du niveau du quai, pour permettre l'appontement au quai et la manoeuvre du véhicule routier. Pour permettre une gestion simple du parc, chaque wagon doit être apte à occuper la tête de rame et pouvoir être attelé à la motrice. A cet effet, chaque wagon est doté d'une structure constante permettant d'y adapter des butoirs et un attelage standardisés et amovibles. Soit au total, pour l'un ou l'autre modèle (1) ou (1'), les systèmes d'attelage et de tamponnement sont également surbaissés, mais peuvent être remplacés ou surélevés pour permettre le couplage avec un attelage ou des tampons de niveau universel. Le wagon (1) ou(1') comporte aux deux extrémités de son plateau deux logements (14) pour l'encastrement des parties correspondantes de l'appontement (31).Les côtés latéraux du plateau (11; fig 2) sont munis de ridelles horizontales (12 ; fig 2) pour servir de guides et de glissières de sécurité. A chaque about du wagon, un profilé (13 ; fig 2) est encastré dans le plateau (11). Ses dimensions et sa structure seront suffisantes pour que deux de ces pièces, provenant des abouts de deux wagons consécutifs dans la rame, puissent servir d'appontement d'urgence entre ces deux wagons consécutifs ou entre un wagon et un quai en bout. Ces structures en profilé doivent être suffisamment légères pour pouvoir être manipulées et mises en place par une équipe de deux hommes. La plaque tournante (2) La figure 3 est un plan horizontal de la plaque tournante en position "voie", le wagon n'y étant pas représenté. La réalisation de la plaque tournante se fait selon les techniques existantes avec cependant des particularités dont les deux plus importantes sont: - sa rotation est limitée à un secteur angulaire a Sa rotation étant limitée et toujours la même entre la position "voie" et la position "appontement", la conception du pivot central (21; fig 3, 4), celle des trains de roulement et de suspension (22 ; fig 3, 4, 5, 6), ainsi que des chemins de roulement (23; fig 3, 4, 5, 6) - ou/et tous autres éléments devant remplir ces différentes fonctions - est simplifiée. Par ailleurs la plaque (24; fig 3) n'est pas circulaire comme dans une plaque tournante classique, mais a la forme d'un rectangle dont les petits côtés (25 fig 3) ont un rayon de courbure adéquat. La maçonnerie de fondation (210 ; fig 3, 4, 5, 6) sera elle aussi réduite du fait de la rotation limitée de la plaque. Le diamètre de la plaque tournante, c'est à dire sensiblement la longueur des rails (26 ; fig 3, 4, 5, 6), est supérieur à l'entr'axe E des essieux extrêmes et inférieur à la longueur hors-tout L du wagon (fig 1) deux plaques consécutives ne sont pas tangentes mais séparées par une distance (d) (fig 3, 4), sur la voie. Lorsque la plaque est en position "voie", les rails (26) sont en continuité avec ceux (41), fixes, de longueur (d), qui relient la plaque tournante à la suivante (fig 3, 4, 5). Ces rails fixes (41; fig 3, 4, 5) sont portés par une plate-forme en maçonnerie (42 ; fig 3, 4, 5) située au même niveau (S) que la plaque (24 ; fig 3, 4, 5, 6) et la maçonnerie (32 ; fig 3, 6) du quai (3). Les maçonneries (42) et (32) étant au même niveau (S), elles sont avantageusement construites d'un seul tenant (fig 3). Lorsque la plaque est en position "appontement", elle fait un angle a avec la voie et le wagon (1) est alors abouté au quai (3) (fig 3 : traits pointillés, wagon non représenté; fig 6). Le wagon (1) peut alors être apponté par (31; fig 3, 6) à l'un des quais (3) pour embarquement en marche avant, ou apponté à l'autre quai pour débarquement en marche avant: le quai (3) et le plateau du wagon sont au même niveau (N ; fig 3, 6). Lorsque la plaque est en position "voie", elle devra supporter avec sécurité, sans usure et sans fatigue, au départ ou à l'arrivée des rames, la circulation de wagons lourdement chargés de véhicules routiers de fort tonnage. Cette contrainte particulière à cette réalisation devra être prise en compte dans l'élaboration de son architecture, qui devra conférer à l'ensemble une rigidité suffisante pour résister aux chocs, vibrations et déformations induits par les wagons circulants. Cette condition étant remplie, il reste à immobiliser la plaque, à la caler quand elle est en position "voie" pour que les voies (26) et (41; fig 3, 4, 5) restent alignées au passage des roues des wagons. A cet effet, il est prévu un ensemble de vérins (27 ; fig 3, 4, 5, 6) enchâssés dans la maçonnerie de fondation (210) et qui, en immobilisation de la plaque, prennent appui par en-dessous verticalement et/ou horizontalement sur l'architecture portante (29 ; fig 4, 5, 6) de la plaque. Tout autre système de blocage peut être réalisé ou ajouté dès lors qu'il contribue à assurer l'immobilisation des rails (26) de la plaque, par exemple un système basé dans la structure portante (29) de la plaque et prenant appui verticalement ou horizontalement dans la maçonnerie de fondation (210) de la plaque. Des vérins identiques (28 ; fig 3, 6) immobilisent la plaque lorsqu'elle est en position d'appontement du wagon. La plaque est ainsi en mesure de remplir sa fonction de rotation et sa fonction portante. Le quai (3) Deux quais (3 ; fig 3, 6, 7) se faisant face symétriquement par rapport au centre de rotation de la plaque, et faisant avec la voie l'angle a La distance entre les deux quais symétriques (3, fig 3, 7) est de quelques décimètres supérieure à la longueur hors-tout (L ; fig 1) du wagon. Un dispositif d'appontement (31; fig 3, 6, 7) est domicilié dans le quai et fait la jonction entre ce dernier et le wagon quand celui-ci est en position d'appontement.A titre indicatif, un tel dispositif d'appontement peut être constitué par un pont-levis ou par un système de brancards horizontaux, dont le mécanisme est logé dans la maçonnerie du quai. L'appontement trouve appui sur l'extrémité du wagon dans des logements (14 ; fig 2, 4, 5, 6). Ce quai est au niveau N du plateau du wagon (N ; fig 4, 6). Il a une profondeur, selon l'axe longitudinal du wagon en position "appontement", suffisante pour permettre à un attelage routier de grande longueur de se présenter à l'embarquement en parfait alignement avec le wagon. La rampe qui conduit à ce quai de niveau N fait partie de l'infrastructure annexe de la station d'épiwagonnage. La gare d'épiwagonnage pseudo-latéral Le chargement d'une rame complète nécessite au minimum un poste d'épiwagonnage ; au mieux, il nécessite autant de postes d'épiwagonnage que la rame comporte de wagons : une Station d'épiwagonnage de n Postes peut charger simultanément une rame de n wagons. A son point de destination, cette rame sera déchargée par une Station d'épiwagonnage de n Postes au mieux, de un Poste au moins. II faut noter qu'il y a avantage à ce que tous les Postes d'épiwagonnage soient rigoureusement identiques, à l'intérieur d'une même Station, comme dans les différentes Stations d'un même réseau, ce qui suppose une rigoureuse standardisation des matériels qui ont été décrits. Un Station d'épiwagonnage peut desservir plusieurs iti néraires : elle est alors une Gare d'épiwagonnage. Une Gare d'épiwagonnage peut comporter une ou plusieurs Stations d'épiwagonnage ; elle peut être gare de correspondance entre deux itinéraires. Les mouvements et les coordinations A l'arrivée comme au départ de la rame, les wagons circulent sur la voie d'une plaque tournante à l'autre. Au passage d'une plaque à l'autre, ils impriment aux rails (26 ; fig 3) des vibrations horizontales malgré l'immobilisation déjà réalisée par les dispositifs (27 ; fig 3, 4, 5) décrits plus haut. Pour éviter que ces ébranlements ne s'additionnent jusqu'à engendrer un phénomène de résonance, deux plaques tournantes consécutives ne sont pas tangentes, mais séparées par une portion de voie fixe (41; fig 3, 4, 5). La longueur (d) (fig 3, 4) de cette portion de voie fixe sera égale à la différence entre la longueur hors-tout L du wagon (fig 1) et le diamètre de la plaque, aux ajustements près en ce qui concerne les rails. (Si D est le diamètre de la plaque : d = L-D). Cette portion de voie fixe contribue ainsi à assurer la stabilité horizontale des boggies et réduit les oscillations des plaques toumantes. Sa longueur (d) devra être la plus grande possible, de façon compatible avec les dimensions du wagon et de la plaque (c'est à dire : L-D le plus grand possible). Dans ces conditions, le passage répété des rames sur les plaques tournantes peut se faire sans dommage, à condition bien sûr que traction et freinage se fassent très progressivement. II en est de même de ce qui est de la rotation a de la plaque tournante. Elle est conduite de façon suffisamment lente pour qu'il n'apparaisse pas d'accélération tangentielle qui créerait des actions sur les masses épiwagonnées. A partir du moment où la rame est en place et les wagons positionnés sur les plaques tournantes, les opérations se succèdent dans un ordre précis, par exemple : serrage des freins ; dételage des wagons ; retrait du calage (27) de la plaque ; rotation de la plaque de l'angle a ; calage de la plaque par (28); appontement du wagon ; embarquement du véhicule routier ; opérations d'arrimage du véhicule ; désappon- te ment ; retrait du calage (28); rotation de la plaque avec wagon et véhicule ; calage de la plaque par (27) en position "voie" ; accrochage des wagons .... A chaque Poste d'épiwagonnage, chaque opération est engagée lorsque la précédente est terminée. A l'exception de l'embarquement et de l'arrimage, ces opérations peuvent être coordonnées à partir d'une cabine centrale de commande et à laquelle chaque Poste est relié en intercommunication. Importance industrielle et économique Si la liaison rail-route, comme il faut s'y attendre, doit se développer, I'épiwagonnage pseudo-latéral constitue la réponse la plus efficace en qualité et en quantité. C'est le seul système qui, sur la totalité du transport comme dans chacune de ses phases, assure : simplicité, souplesse, sécurité, rapidité et liberté, toutes valeurs chères aux transporteurs routiers et à leurs clients. II constitue par ailleurs une réponse aux politiques d'économie, voire de restriction, dont ne manqueront pas d'être affectés les grands travaux d'infrastructures routières. Pour desservir un itinéraire d'épiwagonnage, il faut deux Stations d'épiwagonnage : une Station à chaque extrémité de l'itinéraire. En multipliant les itinéraires, on multiplie les Stations et donc les Postes d'épiwagonnage. Une Station peut desservir plusieurs itinéraires. Comme les matériels doivent être rigoureusement standardisés dans un même réseau, on peut concevoir que le développement du système donnera lieu à une production industrielle dont l'importance sera suffisante pour en réduire les coûts. Comme on peut l'imaginer, un itinéraire d'épiwagonnage ne relie pas deux villes, mais deux régions. Compte tenu de la facilité et de la sûreté d'embarquement et de débarquement la technique pourra aisément être étendue aux voitures de tourisme. Au total, les conditions du trafic routier de grande distance, quelle que soit sa nature, se trouveront modifiées par la mise en oeuvre de cette nouvelle technologie. Revendications 1.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer, caractérisé en ce qu'il est organiquement constitué d'un wagon porteur (1) ou (1') en place dans sa rame, d'une plaque tournante (2) sur laquelle est positionné le wagon, et d'un quai double (3) pour l'embarquement et le débarquement. 2.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le wagon porteur présente une surface portante constituée par un plateau surbaissé (1) ou (1') pouvant porter un ensemble routier lourd et de grande longueur tel que ceux autorisés par le Code de la Route, et dont les systèmes d'attelage et de tamponnement sont également surbaissés, mais pouvant être remplacés ou surélevés pour permettre le couplage avec un attelage et des tampons de niveau universel. 3.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque tournante (2) a un diamètre supérieur à l'entr'axe (E) des essieux extrêmes du wagon (1) ou (1') et inférieur à la longueur hors-tout (L) de ce wagon ; en ce qu'elle est calée sur une position "voie" ou sur une position "appontement" séparées par une rotation a 4.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant sur un wagon de Chemin de Fer selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le quai (3) est formé de deux quais symétriques par rapport au centre de rotation de la plaque tournante (2); que leur axe commun, passant par le centre de rotation de la plaque, fait avec la direction de la voie le secteur angulaire mesurant a 5.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le calage de la plaque tournante (2) se fait par un système de vérins (27) en position "voie", ou (28) en position "appontement", basés dans la ma çonnerie de fondation (210) de la plaque et prenant appui par en-dessous verticalement ou horizontalement sur la structure portante (29) de la plaque, ou/et inversement basés dans la structure portante (29) de la plaque et prenant appui verticalement ou horizontalement dans la maçonnerie de fondation (210) de la plaque. 6.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système d 'appontement (31), sous forme de pont-levis se rabattant verticalement ou de brancards se refermant horizontalement, a une longueur minime de quelques décimètres, ses extrémités s'encastrant dans des logements (14) aménagés dans le plateau du wagon (1) ou (1'). 7.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon la revendication 6, caractérisé en ce que le wagon (1) ou (1') comporte aux deux extrémités de son plateau deux logements (14) pour l'encastrement des parties correspondantes de l'appontement (31). 8.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est élément d'un ensemble de n postes identiques, ou Station, disposés l'un à la suite de l'autre et pouvant accueillir une rame de n wagons (1) ou (1'). 9.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon la revendication 8, caractérisé en ce que deux postes consécutifs sont séparés par une portion de voie fixe (41; 42) dont la longueur est égale à la différence entre la longueur hors-tout (L) du wagon (1) ou (1') et le diamètre de la plaque tournante. 10.) Poste d'embarquement d'un véhicule routier "toutvenant" sur un wagon de Chemin de Fer selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque wagon (1) ou (1') porte, encastré dans chaque extrémité de son plateau, un élément de pont (13) amovible, pour appontement d'urgence entre deux wagons consécutifs ou entre un wagon et un quai en bout.