Brevet FR2738263A1 — publié le 19970307

i ABSORBEUR DE BRUIT POUR RAILS D'UNE VOIE FERREE La présente invention concerne un absorbeur de bruit pour rails d'une voie ferrée. D'une manière générale, le contact fer sur fer entre le bandage des roues d'un train et les rails d'une voie ferrée, est une source de bruit résultant d'une excitation vibratoire des roues et des rails. Ces bruits de roulement sont un facteur important dans l'ensemble des bruits générés au passage d'un train. Pour lutter contre une telle source de bruit, une solution consiste à disposer des panneaux ou écrans phoniques de part et d'autre de la voie. Une autre solution consiste à modifier le profil des rails de la voie ferrée et/ou des bandages des roues du train. Le but de l'invention est de concevoir un absorbeur ou amortisseur dynamique de bruit d'une structure nouvelle et capable de lutter efficacement contre les bruits de roulement. A cet effet, l'invention propose un absorbeur de bruit pour rails d'une voie ferrée, les rails étant fixés sur des traverses reposant sur un ballast, cet absorbeur de bruit étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'une masse active rapportée sur le patin de rail avec interposition d'un élément résilient, l'absorbeur de bruit étant positionné dans la zone du rail située entre deux traverses consécutives. Selon une autre caractéristique de l'invention, la masse active de l'absorbeur de bruit est constituée par un corps metallique de forme cylindrique s'étendant parallèlement aux rails. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément résilient est constitué d'un revêtement qui entoure la masse active de l'absorbeur de bruit. Selon un exemple de réalisation, le revêtement constituant l'élément résilient est sous la forme d'une couche qui recouvre la masse active sur toute sa longueur. En variante, le revêtement formant l'élément résilient est discontinu et réalisé sous la forme d'anneaux régulièrement espacés le long de la masse active. La masse active de l'absorbeur de bruit est par exemple réalisée en acier, et l'élément résilient est en un matériau plastomère ou élastomère. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'amortisseur de bruit est monté dans un logement d'un support métallique rapporté sur le patin de rail et fixé à celui-ci, le support étant un bloc de forme globalement parallélépipédique rectangle traversé de part en part par un canal central formant le logement de l'absorbeur de bruit. Selon un mode de réalisation, le logement du support qui reçoit l'absorbeur de bruit, débouche à l'extérieur du support par l'intermédiaire d'une fente radiale dont la largeur est réglable, au moyen de vis par exemple, pour immobiliser l'absorbeur de bruit dans son logement d'une part, et pour régler la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit d'autre part. En variante de ce mode de réalisation, l'absorbeur de bruit est préalablement monté dans un élément tubulaire qui est emmanché à force dans le logement du support. D'une manière générale, les absorbeurs de bruit peuvent être montés de part et d'autre de chaque rail de la voie ferrée, ou d'un seul côté des rails. En outre, les absorbeurs de bruit ne sont pas nécessairement montés entre toutes traverses mais peuvent être montés que toutes les deux traverses par exemple. Selon un avantage important de l'invention, l'absorbeur de bruit permet d'obtenir une efficacité vibratoire aussi bien dans le sens vertical que dans le sens transversal, sa fréquence de résonance étant sensiblement la même dans ces deux directions. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un rail d'une voie ferrée équipé d'absorbeurs de bruit selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un absorbeur de bruit selon l'invention, - la figure 3 est une variante de l'absorbeur de bruit illustré à la figure 2, - la figure 4 est une vue en perspective d'un amortisseur de bruit monté sur son support, - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 1, - la figure 6 représente graphiquement les variations de la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit en fonction de la réduction de la largeur d'une fente radiale débouchant dans le logement du support qui reçoit l'absorbeur de bruit, et - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un absorbeur de bruit monté à l'intérieur d'un élément tubulaire destiné à être emmanché à force dans un logement du support de l'absorbeur de bruit. D'une manière classique, une voie ferrée est constituée de deux rails parallèles 1 fixés sur des traverses 2 reposant sur un ballast 3. Sur la figure 1, la représentation de la voie ferrée a été volontairement limitée à un seul rail 1 pour des raisons de simplification. Un rail 1 est constitué par un profilé métallique comprenant une âme centrale 5 dont une extrémité se prolonge par un champignon 6 formant la surface de roulement pour le bandage des roues d'un train, et dont l'autre extrémité se prolonge par un pied de rail ou patin 7 qui s'étend de part et d'autre de l'âme 5 et est fixé sur chaque traverse 2 au moyen de tire-fond 9, par exemple. D'une manière générale, en se reportant à la figure 2, un absorbeur ou amortisseur de bruit 10 selon l'invention comprend une masse active 12 de forme cylindrique qui est entourée d'un élément résilient 14 qui s'étend sur une partie ou sur toute la longueur de la masse active 12. Dans l'exemple illustré à la figure 2, l'élément résilient 14 est un revêtement sous la forme d'une couche 15 qui enrobe la masse active 12 sur toute la longueur de celle-ci. En variante, comme cela est illustré à la figure 3, ce revêtement est discontinu et scindé en plusieurs anneaux 16 qui sont par exemple régulièrement espacés le long de la masse active 12. Avantageusement, un anneau 16 est au moins prévu à chaque extrémité de la masse active 12. D'une manière générale, la masse active 12 est métallique, en acier par exemple, et l'élément résilient 14 est en un matériau polymère ou élastomère, par exemple. En se reportant à la figure 4, chaque absorbeur de bruit 10 est monté dans un logement 20 de forme complémentaire qui est ménagé dans un support métallique 22 avantageusement en aluminium. Chaque support 22 est un bloc de forme globalement parallélépipédique rectangle percé axialement par un canal central, à section droite circulaire, qui forme le logement 20 de l'absorbeur de bruit 10. Le logement 20 débouche radialement vers l'extérieur par une fente 24 qui s'étend sur toute la longueur du support 22. Des moyens de blocage, tels que des vis 25 destinées à s'engager dans des orifices 26, permettent de réduire la largeur de la fente 24 pour immobiliser l'absorbeur de bruit 10 dans son logement 20 d'une part, et pour régler la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit 10 d'autre part. Pour des raisons qui faciliteront l'explication du montage des absorbeurs de bruit 10 sur le patin 7 des rails 1, on distinguera sur le support 22 de la figure 4: deux faces opposées respectivement supérieure 22a et inférieure 22b, deux faces latérales respectivement avant 22c et arrière 22d, et deux faces d'extrémité 22e. Dans ces conditions: - le canal définissant le logement 20 du support 22 débouche aux deux faces d'extrémité 22e, - la fente 24 débouche à la face arrière 22d du support 22, - les orifices 26 sont ménagées au droit de la fente 24 pour recevoir les vis de blocage et de réglage 25. En outre, la face latérale avant 22c de chaque support 22 présente une cavité 28 qui s'étend sur toute la longueur du support et dont le profil, en section droite, est globalement complémentaire de celui du patin de rail 7. Enfin, un orifice 29 qui est percé perpendiculairement au logement 20 débouche sur les deux faces avant 22c et arrière 22d du support 22 pour recevoir un moyen de fixation, tel qu'un boulon 30 (figure 5) pour immobiliser simultanément sur un patin 7 deux supports 22 montés de part et d'autre d'un rail 1. D'une manière générale, les absorbeurs de bruit 10 sont rapportés sur les rails 1 dans l'espace situé entre deux traverses consécutives 2. Plus précisément, en se reportant notamment à la figure 5, des absorbeurs de bruit 10 sont rapportés de part et d'autre d'un rail 1 et leur montage s'effectue comme explicité ci-après. Chaque absorbeur de bruit 10 est rapporté de manière à engager le patin de rail 7 dans l'encoche 28 ménagée à la face latérale avant 22c du support 22. Deux absorbeurs de bruit 10 sont montés en vis-à-vis de part et d'autre du rail 1 et sont réunis l'un à l'autre par le boulon 30 pour les immobiliser sur le patin 7. Les masses actives 12 des absorbeurs de bruit 10 s'étendent alors parallèlement au rail 1. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, deux absorbeurs de bruit 10 sont montés d'un seul côté du rail 1. Dans ce cas, chaque absorbeur de bruit 10 peut être fixé sur le rail 1 par coincement du patin 7 dans l'encoche 28 du support 22 de chaque absorbeur 10. D'une manière générale, chaque absorbeur de bruit 10 a une fréquence de résonance ou d'accord qui dépend notamment de l'épaisseur de l'élément résilient 14 et de la longueur sur laquelle il recouvre la masse active 12. Comme indiqué précédemment, les vis 25 qui permettent d'immobiliser l'absorbeur de bruit 10 dans le logement 20 de son support 22 par suite d'une diminution de la largeur de la fente 24, permet également d'ajuster la fréquence de de résonance en faisant varier la largeur de cette fente 24. A titre d'exemple, la figure 6 illustre graphiquement les variations de la fréquence de résonance F d'un absorbeur de bruit en fonction de la valeur de pincement P de la fente 24, cette valeur de pincement correspondant à la diminution de la largeur de la fente 24 obtenue au moyen des vis 25. La courbe C correspondante montre que la fréquence de résonance augmente avec la valeur de pincement. Cette courbe C a été obtenue pour une configuration donnée, cette configuration correspondant à une masse active 12 de 200 mm de longueur et d'un diamètre de 50 mm, avec un élément résilient 14 d'une épaisseur de 4,5 mm recouvrant la masse active 12 sur toute sa longueur et constitué par un élastomère ayant un module dynamique de l'ordre de 1,2 MPa (module de cisaillement). A titre d'exemple, un amortisseur de bruit 10 peut avoir sur une longueur comprise en 100 et 300 mm, par exemple 200 mm, cette longueur étant bien entendu inférieure à la distance séparant deux traverses consécutives 2, son diamètre est de l'ordre de 50 mm, et l'épaisseur de l'élément résiliant 14 est de l'ordre de 5 mim. Selon une variante de réalisation illustrée à la figure 7, un absorbeur de bruit 10 peut être logé dans un élément tubulaire 35, et cet ensemble est monté à force dans le logement 20 du support 22. Dans ce cas, la fente 24 et les vis 25 sont supprimées, c'est-à-dire qu'il n'est pas possible dans ce cas de pouvoir ajuster la fréquence de résonance de l'absorbeur de bruit 10. D'une manière générale, on peut associer sur un même rail 1 plusieurs absorbeurs de bruit 10 calés sur des fréquences différentes selon la nature de la voie ferrée. REVENDICATIONS 1. Absorbeur de bruit pour rails (1) d'une voie ferrée, les rails (1) étant fixés sur des traverses (2) reposant sur un ballast (3), caractérisé en ce que l'absorbeur de bruit est constitué d'une masse active (12) rapportée sur le patin de rail (7) avec interposition d'un élément résilient (14), l'absorbeur de bruit étant positionné dans la zone du rail (1) située entre deux traverses consécutives (2). 2. Absorbeur de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse active (12) est constituée par un corps métallique de forme cylindrique s'étendant parallèlement aux rails (1). 3. Absorbeur de bruit selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément résilient (14) est constitué d'un revêtement (15, 16) qui entoure la masse active (12). 4. Absorbeur de bruit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est sous la forme d'une couche (15) qui recouvre la masse active (12) sur toute sa longueur. 5. Absorbeur de bruit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est discontinu et réalisé sous la forme d'anneaux (16), par exemple régulièrement espacés le long de la masse active (12). 6. Amortisseur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément résilient (14) est réalisé en un matériau plastomère ou élastomère. 7. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté dans un logement (20) d'un support (22) rapporté contre le patin (7) et fixé à celui-ci, ledit support (22) étant un bloc de forme globalement parallélépipédique rectangle traversé de part en part par un canal central formant ledit logement (20). 8. Absorbeur de bruit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le logement (20) débouche radialement vers l'extérieur par une fente (24) qui s'étend sur toute la longueur du support (22), et en ce que des vis (25) permettent de réduire la largeur de cette fente (24) pour immobiliser l'absorbeur de bruit dans son logement (20) d'une part, et pour ajuster la fréquence de résonance de l'absorbeur d'autre part. 9. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des absorbeurs sont montés de part et d'autre de chaque rail (1), deux absorbeurs en vis-à-vis étant immobilisés sur le patin (7) par un moyen de fixation (30) tel qu'un boulon. 10. Absorbeur de bruit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des absorbeurs de bruit sont montés d'un même côté d'un rail (1), le support (22) de chaque absorbeur étant coincé sur le patin de rail (7) pour obtenir son immobilisation.