Brevet FR3026374A1 — publié le 20160401

« Dispositif de contrôle pour une voie ferroviaire, système de mise au rail, et installation ferroviaire mettant en oeuvre un tel dispositif et/ou un tel système » Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de contrôle pour une voie ferroviaire, notamment dans le cadre d'une mise au rail de ladite voie ferroviaire. Elle concerne aussi un système de mise au rail d'une caténaire et une installation ferroviaire mettant en oeuvre un tel dispositif et/ou un tel système. La présente invention se situe dans le domaine ferroviaire, et plus particulièrement le domaine de la conduite et de l'exploitation des installations fixes de traction électrique. Etat de la technique antérieure De manière connue, une coupure de l'alimentation électrique des voies ferroviaires est réalisée lorsque par exemple un incident va survenir ou est survenu sur une zone donnée. Cependant, malgré cette coupure de l'alimentation électrique, le risque d'électrocution persiste car il subsiste parfois une tension résiduelle dans la caténaire. Pour l'éliminer, une « mise au rail » est réalisée en établissant une continuité électrique entre la caténaire et le rail pour assurer la protection vis-à-vis des risques électriques. De cette manière, la différence de potentiel entre la caténaire et le rail est nulle. Les systèmes actuels utilisent une perche montée entre le rail et la caténaire. L'inconvénient de cette procédure de sécurisation de voies ferrées est d'immobiliser parfois d'autres voies ferrées sur lesquelles l'incident n'a pourtant pas lieu, selon l'emplacement des moyens de coupure de l'alimentation électrique. La présente invention a pour objet de répondre au moins en grande 30 partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d'autres avantages. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de contrôle permettant de contrôler que la « mise au rail » a bien été réalisée. -2 Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif facilitant le contrôle de la « mise au rail ». Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de contrôle permettant de minimiser le temps d'immobilisation des voies ferrées lors d'une coupure d'urgence et d'une opération de mise au rail. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de contrôle permettant d'augmenter la sécurité des biens et des personnes sur une voie ferrée immobilisée. Exposé de l'invention On atteint au moins l'un des objectifs précités avec un dispositif de contrôle pour une installation ferroviaire comprenant au moins une caténaire et au moins un rail, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un moyen de détection et/ou de mesure d'une tension préférentiellement alternative - dans ladite caténaire, et - au moins un moyen de détection d'une liaison électrique entre ladite caténaire et ledit rail. Une installation ferroviaire est un aménagement de structures fixes qui permettent de faire circuler des trains ; de manière traditionnelle, elle inclut notamment la voie ferrée, les caténaires, les équipements de transport de l'énergie, le système de signalisation, les bâtiments, les ouvrages d'art, le système de télécommunication entre le train et le sol. Ainsi le dispositif de contrôle selon l'invention permet de vérifier que la mise au rail a bien été réalisée en détectant l'existence d'une boucle électrique ou d'un court-circuit entre la caténaire et le rail. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention permet de faciliter le contrôle de la « mise au rail » car il n'est pas nécessaire d'immobiliser la voie ferrée correspondante et il est indépendant d'un dispositif de coupure d'urgence de l'alimentation électrique de ladite voie ferrée. La sécurité des biens et des personnes engagés sur le site est ainsi renforcée. De préférence, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre au moins un moyen d'avertissement sonore et/ou visuel pour signaler -3 - l'établissement ou non d'un court-circuit entre la caténaire et le rail et/ou signaler la présence ou non d'une tension dans la caténaire. Les moyens d'avertissement peuvent être de tout type, bornier électrique, tableau de commande, système informatique et diffuser des informations de manière visuelle et/ou sonore. Ils peuvent avoir pour fonction de mettre à disposition d'un agent de maintenance ou des secours aussi bien une information quant à la présence d'une différence de potentiel entre le rail et la caténaire, ou encore de proposer des moyens de régulation ou des automates afin de traiter cette information de manière automatisée. Enfin, ces moyens d'avertissement peuvent être situés à proximité directes des voies ferroviaire concernée ou encore centralisés dans un poste de surveillance, distant de la voie ferrée concernée. Ainsi il est possible de mettre à disposition du personnel de secours intervenant sur la voie immobilisée un certain nombre d'informations qui garantissent un niveau supplémentaire vis-à-vis de la sécurisation de la voie ferrée. Préférentiellement, le dispositif de contrôle peut comprendre au moins un moyen de transmission de données depuis l'au moins un moyen de détection et/ou de mesure vers l'au moins un moyen d'avertissement, en particulier lorsque l'au moins un moyen d'avertissement est distant de l'au moins un moyen de détection et/ou de mesure. De cette manière, le dispositif selon l'invention peut être adapté aux différentes configurations d'installations ferroviaires sur lesquels il est destiné à être déployé, en fonction des contraintes budgétaires, d'encombrement et de gestion des risques par exemple. En particulier, l'au moins un moyen de détection et/ou de mesure d'une tension dans ladite caténaire selon l'invention peut être un transformateur électrique dont la première borne est connectée à la caténaire et la seconde est reliée au rail. Avantageusement, l'au moins un moyen de détection de liaison électrique entre la caténaire et le rail peut être de type pince de terre à circuit -4 - magnétique et placée directement ou indirectement entre la caténaire et le rail. De manière préférentielle, mais nullement limitative, le moyen de détection de liaison électrique entre la caténaire et le rail est placé entre la 5 terre et le moyen de détection et/ou de mesure d'une tension dans la caténaire. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de mise au rail d'au moins une caténaire comprenant : 10 - un moyen pour établir une liaison électrique entre l'au moins une caténaire et le rail, et - un dispositif de contrôle selon l'invention pour contrôler ladite liaison électrique. 15 Préférentiellement, le moyen pour établir une liaison électrique entre la caténaire et le rail peut être une perche de mise au rail. Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de coupure d'urgence de l'alimentation électrique d'au moins une caténaire 20 comprenant : - un système de mise au rail selon l'invention réalisant la mise au rail de ladite caténaire, et - un moyen pour couper l'alimentation électrique de l'au moins une caténaire de manière non permanente et réversible. 25 Le système de coupure d'urgence selon cet aspect de l'invention peut prendre n'importe quelle forme. Il peut notamment s'intégrer dans un dispositif de consignation électrique de l'installation ferroviaire comprenant des moyens pour réaliser les étapes suivantes : la séparation des circuits électriques afin d'en couper 30 l'alimentation, la condamnation de circuits électriques afin de rendre impossible la remise sous tension de manière involontaire. -5 - - l'identification des circuits électriques ainsi condamnés et de ceux qui restent alimentés. - la mise à la terre par la « mise au rail » de la caténaire. . Il est ainsi possible de réduire le temps d'immobilisation des voies ferrées en attendant la prise en charge de l'incident par les secours et/ou les équipes de maintenance présentes sur place. De même, les moyens de mise au rail peuvent être de n'importe quel type. Il s'agit généralement d'une perche télescopique de mise au rail établissant un contact électrique entre la caténaire et le rail. Ladite perche de mise au rail peut éventuellement comporter des systèmes de crochetage du rail et/ou de la caténaire pour davantage de sécurité et prévenir les risques d'arrachement incontrôlés de ladite perche. L'invention n'est cependant pas limitée à ce seul mode de réalisation et inclut tout moyen de mise en continuité électrique du rail et de la caténaire. Selon une autre version préférentielle, le moyen pour établir une liaison électrique entre la caténaire et le rail peut être situé à une première extrémité d'une section élémentaire et le dispositif de contrôle peut être situé à une autre extrémité de ladite section élémentaire. De cette manière, il est possible de minimiser à la fois le nombre de voies ferroviaires et la longueur des tronçons d'une même voie qui sont immobilisés. La présente invention couvre cependant toutes les configurations possibles du dispositif de contrôle : il peut être installé de part et d'autre d'une unique section élémentaire, encadrer plusieurs sections élémentaires d'une seule voie ferroviaire, ou encore encadrer une ou plusieurs sections élémentaires de plusieurs voies ferroviaires en fonction des contraintes techniques et budgétaires. Ainsi, suivant une autre version préférentielle de l'invention, le moyen pour établir une liaison électrique entre la caténaire et le rail peut être situé à une extrémité d'une première section élémentaire et le dispositif de contrôle peut être situé à une extrémité d'une autre section élémentaire. -6 - Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé une installation ferroviaire comprenant : - au moins une, voie ferroviaire comprenant chacune au moins une caténaire et au moins un rail, et - au moins un dispositif de contrôle selon l'invention, et/ou au moins un système de mise au rail selon l'invention, et/ou au moins un système de coupure d'urgence de l'alimentation de la caténaire selon l'invention. Suivant encore un autre aspect de la même invention, il est proposé enfin un procédé de coupure d'urgence de l'alimentation électrique d'au moins une voie ferroviaire et mettant en oeuvre : - au moins un dispositif de contrôle selon l'invention, et/ou - au moins un système de mise au rail selon l'invention, et/ou - au moins un système de coupure d'urgence selon l'invention. Le procédé selon l'invention met en oeuvre un système de coupure d'urgence de l'alimentation électrique selon l'invention et permet ainsi de sécuriser les personnes qui interviennent sur les voies ferroviaires en garantissant une différence de potentiel nulle entre la caténaire et le rail. Description des figures et des modes de réalisation D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d'une part, et des exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d'autre part, sur lesquels : la figure 1 illustre une vue de détail d'un exemple de dispositif de contrôle de selon l'invention, la figure 2 illustre un exemple d'intégration du dispositif de contrôle selon l'invention sur une voie ferrée comprenant un rail et une caténaire, et la figure 3 illustre un exemple d'une installation ferroviaire selon l'invention. -7 - Les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la 15 même référence. La FIGURE 1 illustre une vue de détail d'un exemple de dispositif de contrôle selon l'invention. Le dispositif de contrôle 100 représenté sur la FIGURE 1 comprend 20 d'une part un moyen 110 de détection et/ou de mesure d'une tension aux bornes de la caténaire, et d'autre part un moyen 101 de détection d'une liaison électrique et/ou d'un court-circuit entre la caténaire et le rail. Dans l'exemple illustré sur la FIGURE 1, le moyen 110 est un transformateur électrique dont le premier enroulement électrique 111 est relié 25 d'un côté à la caténaire au travers d'une première borne 113, et de l'autre côté à un point commun 102 au travers d'une seconde borne 115. Le second enroulement 112 est relié par l'une de ses bornes 114 au point commun 102 et renvoie une indication sur la tension aux bornes de la caténaire vers un dispositif d'information distant 120. 30 Le point commun 102 est relié à la terre 103 par le biais d'un conducteur électrique 104. Dans l'exemple représenté sur la FIGURE 1, le moyen de détection de court-circuit et/ou de liaison électrique entre la caténaire et le rail 101 est placé le long de cette connexion électrique 104 afin de déterminer l'existence -8 - ou l'absence de boucle électrique et/ou de court-circuit entre le rail et la caténaire. Le moyen de détection de liaison électrique 101 peut être par exemple, et à titre non limitatif, une pince de terre à circuit magnétique placée entre la terre 103 et le point commun 102. Le moyen de détection de liaison électrique 101 renvoie l'information correspondante vers un dispositif d'avertissement 120. Le dispositif d'avertissement 120 peut être distant ou situé à proximité du moyen de détection de liaison électrique 101. Il peut aussi être intégré à ce dernier. Le dispositif d'avertissement 120 permet d'une part à un opérateur de constater la présence ou l'absence d'une boucle électrique et/ou d'un court-circuit entre la caténaire et le rail, et d'autre part de constater la présence ou l'absence d'une tension dans la caténaire et/ou d'une différence de potentiel entre ladite caténaire et le rail. La FIGURE 2 illustre une intégration du dispositif de contrôle 100 selon l'invention sur une voie ferrée comprenant un rail et une caténaire, et plus particulièrement sur une section élémentaire 210 de voie ferrée. Une section élémentaire est une portion de caténaire 205 qui est comprise entre deux isolateurs pilotables 207 et 208. La caténaire 205 transporte l'énergie électrique ; le rail 206 est relié électriquement à la terre 204. A une première extrémité de cette section élémentaire 210, préférentiellement au début de la section, se trouve un dispositif de mise au rail 202 de la caténaire 205. Le dispositif de mise au rail est placé entre la caténaire 205 et le rail 206 afin d'établir une liaison électrique conductrice entre eux, telle qu'une boucle électrique ou un court-circuit. A l'autre extrémité de la section élémentaire 210 un dispositif de contrôle selon l'invention, tel que par exemple le dispositif de contrôle 100 de la FIGURE 1, mesure l'existence éventuelle d'une boucle électrique et/ou d'un court-circuit entre la caténaire 205 et le rail 206 de ladite section élémentaire 210 de voie ferrée. Le dispositif de contrôle de 100 renvoie l'information mesurée vers un dispositif d'avertissement distant 120. -9 La FIGURE 3 illustre un exemple d'une installation ferroviaire selon l'invention, dans laquelle plusieurs configurations du dispositif de contrôle 100 de la FIGURE 1 sont mises en oeuvre. L'installation ferroviaire illustrée se compose de huit voies ferroviaires 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370 et 380. Par la suite, et pour plus de clarté, les références des éléments qui se retrouvent sur chacune des 8 voies seront numérotées 3XY où X représente le numéro de la voie (X étant compris entre 1 et 8) et Y la référence de l'élément concerné. Chaque voie ferroviaire est composée d'une caténaire 3X1 et d'un rail 3X2. Les caténaires sont toutes composées d'une succession d'isolateurs pilotables 3X5, 3X6, 3X7. Chaque paire successive d'isolateurs pilotables définit ainsi une section élémentaire de voie ferrée. Ainsi les isolateurs pilotables 3X5 et 3X6 définissent une première section élémentaire 3X8 ; et les isolateurs pilotables 3X6 et 3X7 définissent une deuxième section élémentaire 3X9. Les voies ferroviaires 310 et 320 sont équipées d'un système de mise au rail selon l'invention dans une configuration unitaire : le dispositif de mise au rail 313 et 323 est situé au début de la section élémentaire 318 et 328, tandis que le dispositif de contrôle 314 et 324 est situé à la fin de la section élémentaire, juste avant l'isolateur pilotable 316 et 326. Les voies ferroviaires 330 et 340 sont équipées d'un système selon l'invention dans une autre configuration : le système de mise au rail 333 et 343 est situé au début d'une première section élémentaire 338 et 348, tandis que le dispositif de contrôle 334 et 344 selon l'invention est situé à la fin d'une autre section élémentaire, adjacente à la première. L'invention ne se limite cependant pas à cette configuration et le dispositif de contrôle selon l'invention peut être situé à n'importe quelle distance du dispositif de mise au rail. Les voies ferroviaires 350 et 360 sont équipées chacune d'un système de mise au rail 353 et 354, lesdits dispositifs pouvant fonctionner de manière synchronisée. Le dispositif de contrôle 354 selon l'invention est situé à la fin - 10 - d'une autre section élémentaire, située au-delà du raccordement des deux voies ferroviaires 350 et 360. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle (100) pour une installation ferroviaire comprenant au moins une caténaire (205) et au moins un rail (206), ledit dispositif 5 comprenant : - un moyen de détection et/ou de mesure d'une tension (110) dans ladite caténaire, - un moyen de détection d'une liaison électrique entre la caténaire et le rail (101). 10 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen d'avertissement (120) sonore et/ou visuel pour : - signaler l'établissement ou non d'une liaison électrique entre la 15 caténaire et le rail et, - signaler la présence ou non d'une tension dans la caténaire. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : ledit au moins un moyen d'avertissement est distant de l'au moins 20 un moyen de détection et/ou de mesure, ledit dispositif de contrôle comprenant au moins un moyen de transmission des données depuis ledit au moins un moyen de détection et/ou de mesure vers l'au moins un moyen d'avertissement. 25 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un moyen de détection et/ou de mesure d'une tension dans ladite caténaire (110) est un transformateur électrique dont la première borne (113) est connectée à la caténaire et la seconde (115) 30 est reliée au rail. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de détection de liaison électrique entre la- 12 - caténaire (110) et le rail est de type pince de terre à circuit magnétique placée directement ou indirectement entre la caténaire (110) et le rail. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de détection de liaison électrique entre la caténaire (110) et le rail est placé entre la terre (103) et le moyen de détection et/ou de mesure d'une tension dans la caténaire (110). 7. Système de mise au rail d'au moins une caténaire comprenant : - un moyen pour établir une liaison électrique entre l'au moins une caténaire et le rail (202), et - un dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen pour établir une liaison électrique entre la caténaire et le rail (202) est une perche de mise au rail. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le moyen pour établir une liaison électrique entre la caténaire et le rail (202) est situé à une première extrémité d'une section élémentaire (210) et en ce que le dispositif de contrôle est situé à une autre extrémité de ladite section élémentaire (210). 10. Système selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le moyen pour établir une liaison électrique entre la caténaire et le rail est situé à une extrémité d'une première section élémentaire (210) et en ce que le dispositif de contrôle (100) est situé à une extrémité d'une autre section élémentaire. 11. Système de coupure d'urgence de l'alimentation électrique d'au moins une caténaire, caractérisé en ce qu'il comprend : - un système de mise au rail selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, et- 13 - - un moyen pour couper l'alimentation électrique de l'au moins une caténaire de manière non permanente et réversible. 12. Installation ferroviaire comprenant : - au moins une voie ferroviaire comprenant chacune au moins une caténaire et au moins un rail, et - au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, et/ou - au moins un système selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, et/ou - un système selon la revendication 10.