Brevet FR2791369A1 — publié le 20000929

L'invention est du domaine du transport ferroviaire, et elle a pour objet des éléments d'équipement, dits profilés de remplissage, pour rail de voie ferrée affleurant le sol, telle que voie de tramway. On rappelle qu'un rail est formé d'un profilé comportant à sa partie supérieure un champignon, sur lequel repose le véhicule ferroviaire, et à sa partie inférieure un patin pour le repos du rail sur le sol, et plus particulièrement sur une dalle de voie, telle qu'un béton fibre, le champignon et le patin étant reliés l'un à l'autre par une partie médiane étroite du rail, dite âme. On rappelle aussi qu'une voie ferrée affleurant le sol peut être bordée soit d'un pavage reposant sur un lit de sable ou un mortier pauvre, soit encore par de la terre engazonnée. Le problème que cherche à résoudre l'invention réside dans le fait que les passages répétés des véhicules, tant sur les rails pour les trains que sur le terrain environnant pour les véhicules routiers, provoque des mouvements relatifs entre les rails et les éléments du terrain environnant, ce qui finalement génère une dégradation dans la zone d'interface entre la voie et le terrain, et une déstabilisation de l'ouvrage. On connaît des éléments, dits profilés de remplissage, constitués de profilés aboutables en matière synthétique prévus pour être interposés latéralement de part et d'autre de l'âme du rail, entre le champignon et le patin pour occuper l'espace compris entre ces derniers de manière à le remplir. De plus, ces profilés de remplissage ont pour effet de procurer une certaine isolation phonique au passage des trains. Le but de la présente invention est de remédier au problème susvisé, en proposant un équipement pour voie ferrée affleurant le sol, qui fasse obstacle à la transmission des mouvements du rail ou des éléments de structure du terrain de l'un à l'autre. La démarche inventive de la présente invention a consisté à mettre à profit la présence des dits profilés de remplissage, en les structurant de manière à leur conférer une déformabilité qui soit apte à absorber les mouvements relatifs entre les rails et le terrain environnant, y compris et de manière accrue par rapport aux profilés de remplissage de l'art antérieur, pour les mouvements des rails de faible amplitude, tels que les vibrations et les sons. Selon la présente invention, un jeu d'éléments d'équipement, éléments dits profilés de remplissage, pour rail de voie ferrée affleurant le sol, telle que voie de tramway, du genre de jeu d'éléments constitués de profilés aboutables en matière synthétique prévus pour être interposés latéralement de part et d'autre de l'âme du rail, entre le champignon et le patin, est principalement caractérisé en ce que des éléments d'un premier type constituant la majeure partie du dit jeu, sont constitués des profilés creux en matière élastique, de telle sorte que les dits profilés puissent être élastiquement déformés par les mouvements relatifs entre le rail et le terrain environnant sous l'effet des charges que ceux-ci sont amenés à supporter lors du passage de véhicules respectivement ferroviaire ou routier, grâce à quoi les mouvements du rail ou des éléments de structure du terrain ne sont pas transmis de l'un à l'autre, mais sont absorbés par le profilé faisant office de tampon. On notera que le caractère élastiquement déformable des profilés du premier type leur est conféré tant par leur structure évidée que par la souplesse de la matière les constituant, celle-ci étant de préférence un composite d'un liant de polyuréthanne et d'une charge sous forme de granulés ou de poudrette d'élastomère tel que de caoutchouc, d'EPDM ou de polyuréthanne, charge avantageusement obtenue à partir de déchets. On comprendra par majeure partie du dit jeu d'éléments, l'ensemble des éléments bordant les rails à l'exception des éléments bordant les zones de ces derniers réservées à leur fixation au sol, zones qui sont réservées à des éléments d'un second type participant du dit jeu d'éléments, en complément des éléments du premier type. Les profilés de remplissage participant du dit jeu comportent avantageusement des plans d'appui inclinés contre respectivement la base du champignon et la face supérieure du patin des rails, de manière à être interposables en contact étroit entre les dits champignons et patins, les dits plans d'appui des profilés contre le champignon des rails comportant un épaulement d'appui contre la face latérale extérieure du champignon du rail. On notera que grâce au contact étroit entre les rails et les profilés de remplissage, ceux-ci peuvent être installés sans colle intermédiaire. Selon une forme préférée de réalisation d'un dit profilé du premier type, l'épaisseur de la partie latérale extérieure du profilé est forte tandis que l'épaisseur des parties du profilé comprises entre l'évidement de celui-ci et les plans d'appui respectivement contre la base du champignon et la face supérieure du patin du rail, sont faibles, de telle sorte que le profilé soit apte à supporter des chocs latéraux importants grâce à la forte épaisseur de sa partie latérale extérieure, tout en conservant sa déformabilité grâce à sa minceur au voisinage des dits plans d'appui. Selon une forme préférée de réalisation du dit second type d'éléments participants du jeu d'éléments de l'invention, ceux-ci sont constitués par des profilés en matière élastique, analogue à celle des profilés de remplissage du premier type, comportant un dégagement à leur base, dans une zone correspondant au surplomb des patins du rails, pour le passage des organes de fixation des rails au sol, le dit dégagement comportant un plan incliné sensiblement parallèle à celui d'appui contre le champignon. Ces dispositions sont telles que les profilés de remplissage du second type soient élastiquement déformables à l'instar des profilés de remplissage du premier type, le dit dégagement concourant à la déformabilité par flexion des profilés de remplissage du second type. On notera ainsi l'analogie entre l'évidement des profilés du premier type et le dégagement des profilés du second type quant à la déformabilité des profilés de remplissage, en combinaison avec l'élasticité de la matière constituant les profilés de remplissage. De préférence, la dite matière élastique constituant les profilés de remplissage est poreuse, pour permettre l'écoulement de l'eau à travers elle, l'évidement des profilés de remplissage du premier type formant avantageusement un canal de drainage. Alternativement, l'évidement des profilés de remplissage du premier type peut être comblé d'un matériau alvéolaire souple, tel qu'une mousse de polyuréthanne de faible densité, de préférence poreuse, à cellules ouvertes. La longueur de chacun des profilés de remplissage du premier type est par exemple comprise en 0,5 mètre et 1 mètre, tandis que la longueur de chacun des profilés de remplissage du second type est de l'ordre de 0,2 mètres, longueur correspondante à celle de la dite zone de fixation des rails sur le sol. On comprendra que le choix d'un profilé du premier type selon sa longueur est déterminé suivant la courbure de la voie. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va en être faite de forme préférées de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles: la fig.1 est un schéma en perspective illustrant partiellement un rail équipés de profilés de remplissage selon une forme préférée de réalisation de l'invention, les fig.2 et 3 sont des schémas illustrant en coupe transversale un rail équipé de profilés de remplissage d'un premier type, illustrés sur la figure précédente, respectivement bordé d'un pavage et d'un terrain engazonné, la fig.4 est un schéma illustrant en coupe transversale un rail équipé de profilés de remplissage d'un second type, illustrés sur la fig.1, dans la zone du rail réservée à sa fixation au sol, les fig.5 à 8 sont des schémas illustrant en coupe transversale respectivement différents profilés de remplissage participant d'un jeu de profilés, selon des formes préférées de réalisation. Sur les fig.1 à 4, un rail 2 d'une voie ferrée affleurant le sol repose sur une dalle de voie 4, et est bordé soit d'un pavage 6 reposant sur un lit de sable 8 ou un mortier pauvre, tel qu'illustré sur la fig.2, soit encore par de la terre engazonnée 10, tel qu'illustré sur la fig.3. Ce rail 2 est équipé de profilés de remplissage 20,22,24,26 aboutables rapportés latéralement contre son âme 14, entre le champignon 16 et le patin 18, les dits profilés ,22,24,26 étant élastiquement déformables, tant grâce à leur conformation que grâce à la matière les constituant.On remarquera sur la fig. 2 que les profilés 20,22 ne s'étendent pas jusqu'au sommet du rail 2 dans le cas d'un pavage, contrairement au cas de l'engazonnement illustré sur la fig.3. En se reportant par ailleurs aux fig.5 à 8, les profilés 20,22,24,26 comportent des plans d'appui inclinés 28 et 30 contre respectivement la base du champignon 16 et la face supérieure du patin 18. Les plans d'appui 28 des profilés contre le champignon 16 comportent un épaulement 32. On observera sur les fig.2 à 4 la présence d'un léger jeu qui résulte de l'appui de l'épaulement 32 contre le champignon 16 du rail 2, avant la mise en contact de la face interne des profilés contre l'âme 14 du rail 2. Sur les fig.2,3 et 5,6 sont représentés des profilés 20,22 d'un premier type comportant un évidement interne 34, qui constituent la majeure partie des éléments du jeu de profilés de l'invention. Sur les fig.4 et 7,8 sont représentés des profilés 24,26 d'un second type, plus courts que ceux ,22 du premier type, destinés à être placés dans les zones du rail 2 réservées à sa fixation, et comportant un dégagement 36 à leur base pour le passage des organes, tels que 38, de fixation du rail 2, visibles sur les fig.1 et 4. On notera que la conformation des dégagements 36 illustrés, dont la présence est nécessaire au passage des organes de fixation 38, est telle qu'il est préféré d'accroître les dimensions 1 et h de ces dégagements 36 pour faciliter la mise en place des organes de fixation 38 et pour favoriser une déformation par flexion du profilé, plutôt que de les réduire en vue de permettre la présence d'un évidement dans les profilés du second type, à l'instar de ceux du premier type. En se reportant plus particulièrement aux fig.5 et 6, qui illustrent des profilés 20,22 du premier type, l'épaisseur E de la partie latérale extérieure 40 des profilés est forte tandis que l'épaisseur e des parties 42 des profilés comprises entre l'évidement 34 dont ils sont pourvus et les plans d'appui 28 et 30 est faible. A titre d'exemple, l'épaisseur p est comprise entre 2 et 3 fois l'épaisseur e, et est de l'ordre de 1/3 de la largeur totale L des profilés. Cette plus forte épaisseur E de la partie externe du profilé lui confère une résistance nécessitée tant par les opérations de pose (enfoncement à la masse du profilé), que par les conditions de service (pression du terrain environnant), alors que les parois du profilé qui lui font face sont entièrement envellopées par le rail 2. En se reportant plus particulièrement aux fig.7 et 8, qui illustrent des profilés 24 et 26 du second type, la hauteur h des dégagements 36 est par exemple comprise entre 1/3 et la moitié de la hauteur H du profilé, tandis que la largeur 1 des dégagements 36 est de l'ordre de 2/3 de la largeur L des profilés. On notera par ailleurs que l'épaisseur E de la partie latérale extérieure 44 des profilés du second type est de l'ordre de l'épaisseur E de la partie latérale extérieure 40 des profilés du premier type participant du même jeu de profilés. On comprendra que l'application illustrée de l'invention à un rail de type dit "35GP" n'est donnée qu'à titre d'exemple, et que l'invention peut être appliquée à un quelconque rail d'une voie ferrée affleurant le sol, les règles énoncées et les proportions données par la présente invention étant alors transposée par l'homme du métier selon les dimensions et proportions du rail. REVENDICATIONS 1.- Jeu d'éléments d'équipement, éléments dits profilés de remplissage, pour rail (2) de voie ferrée affleurant le sol, telle que voie de tramway, du genre de jeu d'éléments constitués de profilés aboutables en matière synthétique prévus pour être interposes latéralement de part et d'autre de l'âme (14) du rail (2), entre le champignon (16) et le patin (18), caractérisé: en ce que des éléments (20,22) d'un premier type constituant la majeure partie du dit jeu, sont constitués des profilés creux (34) en matière élastique, de telle sorte que les dits profilés (20,22) puissent être élastiquement déformés par les mouvements relatifs entre le rail (2) et le terrain environnant (6,10) sous l'effet des charges que ceux-ci sont amenés à supporter lors du passage de véhicules respectivement ferroviaire ou routier; 2.- Jeu de profilés de remplissage, selon la revendication 1, caractérisé: en ce que les profilés de remplissage (20,22,24,26) participant du dit jeu comportent des plans d'appui inclinés (28,30) contre respectivement la base du champignon (16) et la face supérieure du patin (18) des rails (2), de manière à être interposables en contact étroit entre les dits champignons (16) et patins (18), les dits plans d'appui (28) des profilés contre le champignon (16) des rails (2) comportant un épaulement d'appui (32) contre la face latérale extérieure du champignon (16) du rail; 3.- Profilé de remplissage d'un premier type participant d'un jeu de profilés selon la revendication 2, caractérisé: en ce que l'épaisseur (E) de la partie latérale extérieure (40) du profilé (20, 22) est forte tandis que l'épaisseur (e) des parties (42) du profilé comprises entre l'évidement (34) de celui-ci et les plans d'appui (28, 30) respectivement contre la base du champignon (16) et la face supérieure du patin (18) du rail, sont faibles, de telle sorte que le profilé soit apte à supporter des chocs latéraux importants grâce à la forte épaisseur de sa partie latérale extérieure (40), tout en conservant sa déformabilité grâce à sa minceur au voisinage des dits plans d'appui (28,30); 4.- Jeu de profilés de remplissage selon la revendication 2, caractérisé: en ce que des éléments (24,26) d'un second type sont constitués par des profilés en matière élastique, comportant un dégagement (36) à leur base, pour le passage des organes de fixation (38) des rails (2) au sol, le dit dégagement (36) comportant un plan incliné sensiblement parallèle à celui d'appui (28) contre le champignon (16), de telle sorte que les profilés de remplissage (24,26) du second type soient élastiquement déformables à l'instar des profilés de remplissage (20,22) du premier type, le dit dégagement (36) concourant à la déformabilité par flexion des profilés de remplissage (24,26) du second type; 5.- Jeu de profilés de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé: en ce que la dite matière élastique constituant les profilés de remplissage (20,22,24,26) est poreuse, pour permettre l'écoulement de l'eau à travers elle, l'évidement (34) des profilés de remplissage (20,22) du premier type formant un canal de drainage; 6.- Profilé de remplissage participant d'un jeu de profilés selon la revendication 1, caractérisé: en ce que l'évidement (34) des profilés de remplissage (20,22) du premier type est comblé d'un matériau alvéolaire souple; 7.- Jeu de profilés de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1,2 et 5, caractérisé: en ce que la matière constitutive des profilés (20,22,24,26) est un composite d'un liant de polyuréthanne et d'une charge d'élastomère obtenue à partir de déchets; 8.- Jeu de profilés de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1,2 et 5, caractérisé: en ce que la longueur de chacun des profilés de remplissage du premier type est comprise en 0,5 mètre et 1 mètre; 9.- Profilé de remplissage participant d'un jeu selon la revendication 4, caractérisé: en ce que la longueur de chacun des profilés de remplissage du second type est de l'ordre de 0,2 mètres.