Brevet FR3006276A1 — publié le 20141205

MATERIEL FERROVIAIRE ADAPTE POUR REALISER DES TRAVAUX DE GENIE CIVIL DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR La présente invention concerne le domaine du génie civil et, plus précisément, l'installation d'équipements dans un sol pour la création ou le renouvellement d'une voie ferroviaire. Par équipement, on entend, par exemple, des chambres de tirage, des câbles de communication ou d'alimentation, des caniveaux, etc. De manière ordinaire, de tels équipements sont installés en bordure d'une voie ferroviaire par des équipes mobiles se déplaçant au moyen d'un véhicule, du type camion, dans lequel sont stockés des équipements et les outils nécessaires à leur installation. Le procédé d'installation des équipements pour un tronçon de voie ferroviaire est particulièrement long à mettre en oeuvre car il impose aux opérateurs d'utiliser de manière séquentielle des outils différents. A titre d'exemple, pour installer un caniveau en bordure d'une voie ferroviaire, un premier outil est utilisé pour terrasser en profondeur le sol afin de former une cavité. Ensuite, un deuxième outil est utilisé pour déplacer le caniveau jusqu'à son lieu d'installation dans la cavité. Enfin, un troisième outil est utilisé pour remblayer la cavité afin que le caniveau soit calé. La multiplicité des outils augmente la complexité de l'installation, ce qui allonge la durée et le coût d'installation. Par ailleurs, les opérations de terrassement et de remblayage sont relativement fastidieuses étant donné que le sol comporte en surface une couche de ballast qui est susceptible de tomber dans le fond de la cavité lors du terrassement et ainsi diminuer sa profondeur. Ce phénomène, dit de "déconsolidation" de la cavité, augmente de manière importante les dimensions de la cavité et allonge la durée du terrassement. En outre, le phénomène de déconsolidation de la cavité ne permet pas de former une cavité stable au cours du temps. Le phénomène de déconsolidation est par ailleurs amplifié par le fait que la cavité est formée à proximité d'une voie ferroviaire qui fait vibrer le sol lors de la circulation d'un véhicule ferroviaire. Aussi, il est nécessaire d'imposer des limitations de vitesse sur la voie ferroviaire au cours de l'étape d'installation d'une chambre de tirage, ce qui engendre une augmentation des coûts d'exploitation. Plus la durée d'installation est importante, plus les coûts d'exploitation sont élevés. En outre, l'opération de terrassement peut entraîner une pollution de la couche de ballast en surface du sol avec des éléments excavés ce qui diminue les propriétés d'amortissement de la couche de ballast. De plus, la qualité d'installation des équipements dans le sol peut varier en fonction des opérateurs, ce qui présente également un inconvénient. Enfin, lors d'un renouvellement d'une voie ferroviaire, il existe un risque d'endommagement d'équipements déjà enfouis dans le sol, ce qui présente un autre inconvénient. PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION Pour éliminer au moins certains de ces inconvénients, la présente invention vise à permettre de creuser un sol sans pollution de l'environnement du lieu d'installation et sans risque pour des équipements préalablement enterrés dans le sol. A cet effet, la présente invention concerne un matériel ferroviaire comportant au moins un outil d'aspiration apte à aspirer une partie d'un sol afin de le creuser. Grâce à l'invention, un sol peut être creusé en bordure de voie ferroviaire de manière pratique et rapide. L'utilisation d'un outil d'aspiration permet en outre de creuser le sol sans risque d'endommagement d'équipements préalablement enfouis dans ledit sol. En outre, une aspiration du sol permet de limiter de manière importante la pollution du lieu d'installation. De manière avantageuse, un outil d'aspiration peut être mis en oeuvre dans une pluralité de procédés de natures différentes. Ainsi, le sol peut être aspiré pour curer des fossés, retirer ou dégarnir un lit de ballast, réaliser des fouilles de câbles enfouis, installer des équipements dans un sol. Par ailleurs, grâce à l'outil d'aspiration, le risque de déconsolidation est limité. De préférence, le matériel se présente sous la forme d'un train pour travaux de génie civil, connu de l'homme du métier sous la désignation "de train travaux". De préférence, le matériel s'étendant axialement, l'outil d'aspiration comporte une tête d'aspiration apte à aspirer un sol selon la direction axiale. Autrement dit, le sol n'est pas aspiré verticalement mais latéralement afin de retirer une couche supérieure du sol dont l'épaisseur est calibrée. Un tel outil d'aspiration permet de former une cavité longitudinale de profondeur régulière. De manière préférée, l'outil d'aspiration comporte des moyens de déplacement de la tête d'aspiration afin de creuser une partie précise du sol. De plus, les moyens de déplacement permettent de stocker la tête d'aspiration dans le matériel ferroviaire, ce qui limite l'encombrement latéral du matériel ferroviaire. Selon un aspect préféré, les moyens de déplacement sont motorisés. De manière préférée, la tête d'aspiration se présente sous la forme d'une enceinte comportant une face supérieure d'évacuation et une face avant d'aspiration. Ainsi, le sol est aspiré latéralement puis verticalement afin d'être récupéré dans le matériel 20 ferroviaire. De préférence, le matériel s'étendant axialement d'arrière en avant, la tête d'aspiration comporte des dents dirigées axialement vers l'avant afin de sectionner une partie du sol avant son aspiration. 25 De manière préférée, le matériel comporte au moins un outil de pose apte à poser un équipement dans un sol creusé par aspiration. La combinaison d'un outil d'aspiration avec un outil de pose au sein d'un même 30 matériel permet d'installer un équipement dans une cavité qui a été creusée peu de temps au préalable. Cela est avantageux car la cavité n'a pas le temps de se déconsolider avant de recevoir l'équipement. Grâce au matériel selon l'invention, on peut installer des équipements en bordure de voie avec une cadence élevée. Selon un aspect de l'invention, l'outil de pose comporte une rampe inclinée afin de poser un équipement à proximité du sol creusé sans l'endommager et selon son orientation d'utilisation. De manière préférée, la rampe inclinée s'étend vers lanière du matériel afin de bénéficier de la vitesse relative du matériel ferroviaire, circulant d'arrière en avant, pour améliorer le déplacement des équipements sur la rampe inclinée jusqu'au sol. La rampe inclinée comporte une embouchure alignée longitudinalement avec la tête d'aspiration de l'outil d'aspiration afin de poser l'équipement directement dans la cavité creusée dans le sol par aspiration. De préférence, la distance longitudinale entre l'embouchure et la tête d'aspiration est inférieure à 5 m de manière à limiter le risque de déco nsolidation de la cavité formée par aspiration. De préférence encore, le matériel ferroviaire comporte une enceinte de réception apte à recevoir une partie de sol aspiré. Ainsi, toute pollution du lieu d'installation est évitée. De préférence toujours, le matériel ferroviaire comporte une enceinte de stockage d'équipements afin de pouvoir distribuer des équipements à l'outil de pose pour les installer de manière rapide. De manière préférée, l'enceinte de stockage est située en avant de l'enceinte de réception lorsque la rampe inclinée est orientée vers l'arrière afin que l'embouchure de pose et la tête d'aspiration soient proches l'une de l'autre. Le risque de déconsolidation de la cavité formée par aspiration est ainsi limité. L'invention concerne en outre un procédé de creusement d'un sol en bordure d'une voie ferroviaire au moyen d'un matériel ferroviaire circulant sur ladite voie ferroviaire, le procédé comportant une étape d'aspiration, par le matériel ferroviaire, d'une partie du sol afin de le creuser. De préférence, le matériel circulant d'arrière en avant selon un axe de circulation, la partie du sol est aspirée parallèlement à l'axe de circulation afin de retirer une couche supérieure du sol dont l'épaisseur est calibrée. Autrement dit, la partie du sol est aspirée parallèlement à la direction axiale de circulation du matériel ferroviaire. L'invention concerne en outre procédé d'installation d'un équipement dans un sol en bordure d'une voie ferroviaire au moyen d'un matériel ferroviaire circulant sur ladite voie ferroviaire, le procédé comportant : - une étape d'aspiration, par le matériel ferroviaire, d'une partie du sol afin de le creuser; et - une étape de pose, par le matériel ferroviaire, d'un équipement dans le sol creusé par aspiration. Ainsi, l'installation d'un équipement est réalisée directement depuis un matériel ferroviaire ce qui permet un accès simple à un lieu d'installation situé en bordure de voie ferroviaire. L'installation est réalisée lors de la circulation du matériel ce qui procure un gain de temps important. PRESENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un matériel ferroviaire selon une forme de réalisation de l'invention comportant un outil d'aspiration et un outil de pose ; - la figure 2 une autre vue en perspective du matériel ferroviaire de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation schématique d'une tête d'aspiration de l'outil d'aspiration ; - la figure 4 est une vue de côté de l'outil de pose ; et - la figure 5 est une vue en coupe depuis l'arrière du matériel ferroviaire avec son outil d'aspiration. Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE En référence aux figures 1 et 2, il est représenté un matériel ferroviaire 1 pour l'installation d'un équipement 2 dans un sol 3 s'étendant dans un plan horizontal. Dans cet exemple, le matériel se présente sous la forme d'un train pour travaux de génie civil, connu de l'homme du métier sous la désignation "de train travaux". Le matériel ferroviaire 1 s'étend axialement selon un axe X orienté d'arrière en avant sur la figure 1. Le matériel ferroviaire 1 comporte une pluralité de bogies 11 aptes à circuler sur des rails d'une voie ferroviaire 4. Comme illustré à la figure 1, la voie ferroviaire 4 comprend deux rails longitudinaux 41, s'étendant selon l'axe X, reliés par des traverses orthogonales 42 reposant sur le sol 3. En référence aux figures 1 et 2, le matériel ferroviaire 1 est adapté pour installer un équipement 2 dans la profondeur d'une bande longitudinale 30 de sol 3 s'étendant parallèlement à la voie ferroviaire 4 comme cela sera présenté par la suite. Comme illustré à la figure 1, le matériel ferroviaire 1 comporte un véhicule avant lA et un véhicule arrière 1B mais il va de soi que le matériel ferroviaire 1 pourrait comporter un nombre différents de véhicules. Selon cette forme de réalisation de l'invention, le matériel ferroviaire 1 comporte un outil d'aspiration 5 apte à aspirer une partie du sol 3 afin de le creuser et un outil de pose 7 apte à poser un équipement 2 dans le sol 3 creusé par aspiration. En référence aux figures 1 et 2, l'outil d'aspiration 5 se présente sous la forme d'un camion, comportant des moyens d'aspiration, qui est monté sur le véhicule arrière 1B. Une telle solution est avantageuse et simple à mettre en oeuvre car elle ne nécessite pas de modification ou d'adaptation du véhicule arrière 1B. De manière alternative, l'outil d'aspiration 5 pourrait être intégré au matériel ferroviaire 1. Selon cette forme de réalisation, en référence aux figures 1 et 2, l'outil d'aspiration 5 comporte une conduite d'aspiration 50 reliée, d'une part, à une enceinte de réception 51 et, d'autre part, à une tête d'aspiration 6. L'outil d'aspiration 5 comporte en outre une pompe à vide de haute puissance (non représentée) adaptée pour permettre le déplacement d'éléments aspirés par la tête d'aspiration 6 jusque dans l'enceinte de réception 51 via la conduite d'aspiration 50. De préférence, la pompe à vide est adapté pour générée une pression d'aspiration de l'ordre de 40 000 Pascals.35 Dans cet exemple, l'outil d'aspiration 5 comporte en outre un bras robotisé 52 adapté pour guider le déplacement de la tête d'aspiration 6. De préférence, le bras robotisé 52 est commandable à distance par un opérateur afin de réaliser une aspiration précise d'une partie du sol 3 à creuser. Il va de soi que d'autres moyens de déplacement de la tête d'aspiration 6 pourraient convenir, par exemple, un vérin pneumatique, hydraulique ou électrique. Dans cette forme de réalisation, la conduite d'aspiration 50 possède un diamètre de l'ordre de 250 mm mais il va de soi qu'il pourrait être différent. De plus, l'enceinte de réception 51 est, dans cet exemple, montée sur le camion mais il va de soi qu'elle pourrait être montée directement sur le véhicule arrière 1B. De préférence, le véhicule arrière 1B est plus bas que le véhicule avant 1A étant donné que le véhicule arrière 1B comporte un camion dont la hauteur est importante. En fonction de la nature de l'outil d'aspiration utilisé et de sa hauteur, il va de soi que la hauteur des véhicules arrière 1B et avant 1A pourrait être différente. En référence à la figure 3, la tête d'aspiration 6 de l'outil d'aspiration 5 va être présentée en détails. Dans cette figure 3, le bras robotisé 52 de l'outil d'aspiration 5 n'est pas représenté par souci de clarté. La tête d'aspiration 6 se présente sous la forme d'une enceinte 60 possédant, dans cet exemple, une forme parallélépipédique. Néanmoins, il va de soi que l'enceinte 60 pourrait posséder une forme différente afin de former une cavité aux dimensions de son choix. De manière préférée, la tête d'aspiration 6 est amovible de la conduite d'aspiration 50 de manière à utiliser l'outil d'aspiration 5 pour des opérations de natures différentes (dégagement de câbles enterrés, etc.). En référence à la figure 3, l'enceinte 60 comporte une face supérieure d'évacuation 61 reliée à la conduite d'aspiration 50 et une face avant d'aspiration 62 qui est ouverte pour aspirer une partie du sol 3 de manière axiale. Autrement dit, l'aspiration du sol 3 n'est pas réalisée verticalement mais latéralement pour calibrer de manière précise l'épaisseur de la couche du sol 3 à aspirer. De manière avantageuse, en référence à la figure 3, l'épaisseur d'aspiration E correspond à la dimension verticale de la face avant 62 de la tête d'aspiration 6. Dans cet exemple, l'enceinte 60 possède une épaisseur d'aspiration E, c'est-à-dire une hauteur, de l'ordre de 130mm pour une largeur de 484 mm et une longueur longitudinale de 500 mm. Afin de faciliter le retrait d'une partie du sol 3, la tête d'aspiration 6 comporte des dents 63, dirigées axialement vers l'avant, aptes à creuser le sol et ainsi faciliter son aspiration. De préférence, les dents 63 sont ménagées à la périphérie de la face avant d'aspiration 62 comme illustré à la figure 3. Dans cet exemple, seul le bord supérieur de la face avant d'aspiration 62 est dépourvu de dents 63. De préférence, la tête d'aspiration 6 comporte en outre un guide 64 relié à la face supérieure d'évacuation 61 adapté pour stabiliser le déplacement de la tête d'aspiration 6 lors du déplacement du matériel ferroviaire 1 comme cela sera détaillé par la suite. Dans cette forme de réalisation, le guide 64 comporte deux bords latéraux 64L et un bord arrière 64A s'étendant horizontalement en saillie par rapport à la face supérieure d'évacuation 61 de manière à prendre appui sur une partie du sol 3 non aspirée par l'enceinte 60. Le guide 64 comporte en outre un bord avant 64B en saillie par rapport à la face supérieure d'évacuation 61 et incurvé vers le haut comme illustré à la figure 3. Ainsi, lors de l'avancée de la tête d'aspiration 6, le bord avant 64B du guide 64 empêche le passage d'éléments du sol 3 au-dessus de la face d'aspiration 62 ce qui améliore le déplacement de la tête d'aspiration 6. Suite au passage de la tête d'aspiration 6 dans la bande longitudinale 30 du sol 3 située en bordure de la voie ferroviaire 4, une cavité longitudinale 31 est formée. La cavité 31, creusée par aspiration, possède des dimensions constantes selon sa longueur. De manière alternative, la tête d'aspiration 6 peut être fixée au matériel ferroviaire 1, en particulier au véhicule avant 1A, par l'intermédiaire de vérins hydrauliques ou pneumatiques ce qui évite de faire transiter les efforts mécaniques liés à la formation de la cavité 31 à travers le bras robotisé 52. En référence à la figure 1, l'outil de pose 7 comporte une enceinte de stockage 70 35 d'équipements 2 qui est montée sur le véhicule avant 1A. Dans cette forme de réalisation, l'enceinte de stockage 70 comporte des caniveaux mais il va de soi que d'autres équipements 2 pourraient convenir. Comme illustré aux figures 1, 2 et 4, l'outil de pose 7 comporte une glissière, de préférence une rampe inclinée 71, s'étendant depuis l'enceinte de stockage 70 jusqu'au sol 3. De manière préférée, l'outil de pose 7 comporte des moyens de déplacement et d'inclinaison de la rampe inclinée 71 de manière à régler la profondeur de pose. La rampe inclinée 71 comporte des bords latéraux de guidage afin de permettre le guidage de l'équipement 2 sans risque de chute. La pente de la rampe inclinée 71 est adaptée pour permettre une pose de l'équipement 2 dans la cavité creusé 31 à une hauteur déterminée et à une vitesse déterminée afin d'éviter tout endommagement de l'équipement 2. La rampe inclinée 71 comporte une embouchure 72 par laquelle sont déposés les équipements 2. L'embouchure 72 est alignée axialement avec la tête d'aspiration 6 de manière à ce que les équipements 2 soient déposés directement dans la cavité creusée 31 dans le sol 3. Dans cet exemple, les équipements 2 glissent dans la rampe inclinée 71 sous l'effet de la gravité. De manière alternative, la rampe inclinée 71 peut comporter des moyens d'entraînement, par exemple du type tapis roulant, afin d'entraîner les équipements 2 depuis l'enceinte de stockage 70 jusqu'à son embouchure 72. De préférence, la rampe inclinée 71 s'étend vers l'arrière du matériel ferroviaire 1 afin de tirer profit de la vitesse relative du matériel ferroviaire 1 pour améliorer le déplacement des équipements 2 dans la rampe inclinée 71, par exemple, par glissement. A titre d'exemple, la rampe inclinée 71 possède une longueur de l'ordre de 6,3m avec des bords latéraux de guidage d'une hauteur de l'ordre de 20cm. Comme illustré aux figures 1 et 2, l'outil d'aspiration 5 est situé en avant de l'embouchure 72 de la rampe inclinée 71 afin de creuser une cavité 31 avant de poser l'équipement 2. De préférence encore, en référence à la figure 4, la rampe inclinée 71 comporte un pied d'appui 73 destiné à venir en appui avec le fond de la cavité 31 afin de régler la hauteur de pose de l'équipement 2 tout en lissant le fond de la cavité 31. En référence à la figure 5, il est représenté une vue en coupe partielle depuis l'arrière du matériel ferroviaire 1 avec la rampe inclinée 71 s'étendant à une même distance latérale D de la voie ferroviaire 4 que la tête d'aspiration 6. Dans cet exemple, les équipements 2 sont installés à une distance latérale D de l'ordre de 950 mm de la voie ferroviaire 4, c'est-à-dire, du rail longitudinal 41 le plus proche. Un exemple de mise en oeuvre d'un procédé d'installation d'un équipement 2 dans le sol 3 en bordure de voie ferroviaire 4 va être maintenant présenté. Le matériel ferroviaire 1 circule selon une direction axiale sur la voie ferroviaire 4 d'arrière en avant à une vitesse de l'ordre de 3 à 5 mètres par minute, soit 180 à 300 mètres par heure. Le procédé comporte une étape d'aspiration, par le matériel ferroviaire 1, d'une partie du sol 3 afin de le creuser. Dans cet exemple, l'outil d'aspiration 5, situé en avant de l'embouchure 72 de la rampe inclinée 71, forme une cavité 31 par aspiration dans la bande longitudinale 30 du sol 3 s'étendant parallèlement à la voie ferroviaire 4. La tête d'aspiration 6 permet de former une cavité 31 de manière continue et régulière. Les dents 63 de la tête d'aspiration 6 permettent avantageusement de découper le sol 3 de manière précise avant d'en aspirer les éléments par sa face avant d'aspiration 62 qui sont ensuite guidés jusqu'à l'enceinte de réception 51 afin d'éviter tout risque de pollution des abords de la voie ferroviaire 4. Grâce au guide 64 de la tête d'aspiration 6, la cavité creusée 31 possède une section calibrée et homogène. Le procédé comporte en outre une étape de pose, par le matériel ferroviaire 1, d'un équipement 2 dans la cavité 31 creusée par aspiration. A cet effet, un équipement 2 est acheminé depuis l'enceinte de stockage 70 jusqu'à l'embouchure 72 de la rampe inclinée 71 afin que celui-ci soit posé précisément et selon la bonne orientation dans la cavité creusé 31 comme illustré à la figure 4. Une fois l'installation des équipements 2 terminés, la tête d'aspiration 6 et la rampe inclinée 71 peuvent être déplacés en position de stockage pour diminuer l'encombrement latéral du matériel ferroviaire 1. Grâce à la combinaison d'un outil d'aspiration 5 avec un outil de pose 7, l'installation d'un équipement 2 dans un sol 3 peut être réalisée de manière rapide avec une cadence élevée tout en conservant une installation de qualité optimale. Le temps d'installation est ainsi considérablement raccourci ce qui diminue le coût global d'installation. De manière préférée, le matériel ferroviaire 1 peut comporter d'autres outils auxiliaires pour réaliser d'autres opérations de maintenance d'une voie ferroviaire 4, par exemple : - le dégagement d'ensembles de câbles enterrés en bordure d'une voie ferroviaire ; - la formation de cavités longitudinales pour enterrer tout type de câble ; le renouvellement des équipements de signalisation disposés au-dessus d'une voie ferroviaire, connus de l'homme du métier sous la désignation de blocks automatiques lumineux dits "BAL". Autrement dit, le matériel ferroviaire selon l'invention est poly-compétent et peut réaliser des opérations de différentes natures de manière simultanée ou séquentielle, ce qui accélère la maintenance des équipements d'une voie ferroviaire par comparaison à un procédé selon l'art antérieur faisant appel à des équipes mobiles. Il a été présenté précédemment un matériel ferroviaire comportant un outil de pose mais il va de soi que l'invention s'applique à un matériel ferroviaire comportant uniquement un outil d'aspiration, en particulier, pour récurer des fossés, dégager des câbles enterrés ou retirer du ballast. REVENDICATIONS1. Matériel ferroviaire (1) comportant au moins un outil d'aspiration (5) apte à aspirer une partie d'un sol (3) afin de le creuser. 2. Matériel ferroviaire selon la revendication 1, dans lequel, le matériel s'étendant axialement, l'outil d'aspiration (5) comporte une tête d'aspiration (6) apte à aspirer un sol selon la direction axiale. 3. Matériel ferroviaire (1) selon la revendication 2, dans lequel la tête d'aspiration (6) se présente sous la forme d'une enceinte (60) comportant une face supérieure d'évacuation (61) et une face avant d'aspiration (62). 4. Matériel ferroviaire selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel la tête d'aspiration (6) comporte des dents (63) dirigées axialement vers l'avant. 5. Matériel ferroviaire selon l'une des revendications 1 à 4, comportant au moins un outil de pose (7) apte à poser un équipement (2) dans un sol creusé par aspiration. 6. Matériel ferroviaire selon la revendication 5, dans lequel l'outil de pose (7) comporte une rampe inclinée (71). 7. Matériel ferroviaire selon l'une des revendications 1 à 6, comportant une enceinte de réception (51) apte à recevoir une partie de sol (3) aspiré. 8. Matériel ferroviaire selon l'une des revendications 1 à 7, comportant une enceinte de stockage (70) d'équipements (2). 9. Procédé de creusement d'un sol (3) en bordure d'une voie ferroviaire (4) au moyen d'un matériel ferroviaire (1) circulant sur ladite voie ferroviaire (4), le procédé comportant une étape d'aspiration, par le matériel ferroviaire (1), d'une partie du sol (3) afin de le creuser. 10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, le matériel (1) circulant d'arrière en avant selon un axe de circulation, la partie du sol (3) est aspirée parallèlement à l'axe de circulation.5