Brevet FR3070354A1 — publié le 20190301

Motrice de train à grande vitesse avec surpression interne La présente invention concerne une motrice de train à grande vitesse, du type comportant une caisse et au moins un moteur de traction de ladite caisse ; ladite caisse comportant une toiture et un plancher ; l'au moins un moteur de traction étant disposé sous ledit plancher ; la caisse comportant en outre un local technique défini entre ladite toiture et ledit plancher, ledit local technique comprenant : des équipements électriques de commande de l'au moins un moteur de traction ; et au moins un premier dispositif de ventilation desdits équipements électriques. L'invention s'applique particulièrement au transport de voyageurs. Un train à grande vitesse comprend une ou plusieurs motrices, le plus souvent une à chaque extrémité de rame, et un certain nombre de voitures passagers. Dans les trains à grande vitesse actuels, la ventilation des équipements électriques des motrices est assurée par des orifices d'aération ménagés dans des parois latérales desdites motrices. Le déplacement de la rame génère un flux d'air qui refroidit lesdits équipements électriques. Cependant, un tel système de ventilation expose les équipements électriques aux poussières extérieures, à l'humidité, voire à la neige. Il est par ailleurs connu, notamment du document US2013/0252527, d'équiper des motrices ferroviaires de ventilateurs électriques. Les systèmes connus imposent toutefois des contraintes sur l'architecture de la motrice. La présente invention a pour but d'améliorer les dispositifs existants, en fournissant un système de ventilation des équipements électriques, tout en optimisant la qualité de l'air intérieur et en permettant d'améliorer le design de la motrice. A cet effet, l'invention a pour objet une motrice de train à grande vitesse du type précité, dans laquelle le premier dispositif de ventilation comporte : une première gaine d'arrivée d'air, formant un conduit fermé entre une entrée et une sortie ouverte sur le local technique ; et un premier ventilateur disposé entre l'entrée et la sortie de ladite première gaine, de sorte à créer une surpression dans le local technique. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, la motrice comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'entrée de la première gaine est disposée au niveau d'une première bouche d'entrée d'air située en toiture de la caisse, et le premier dispositif de ventilation comporte un premier organe de filtration disposé en entrée de la première gaine, ledit premier organe de filtration étant perméable à l'air et apte à retenir des particules solides de dimensions supérieures à un premier seuil ; 2 - le premier organe de filtration comporte des éléments déflecteurs de type persiennes ; - les éléments déflecteurs définissent des canaux d'entrée d'air disposés selon une direction perpendiculaire à une direction principale de déplacement de la motrice ; 5 - le premier dispositif de ventilation comporte un deuxième organe de filtration, disposé dans la première gaine entre le premier organe de filtration et le premier ventilateur, ledit deuxième organe de filtration étant perméable à l'air et apte à retenir des particules solides de dimensions supérieures à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant inférieur au premier seuil ; 10 - le deuxième organe de filtration comporte un panneau de matériau textile ; - le premier dispositif de ventilation comporte en outre au moins une bouche de sortie d'air, située en toiture de la caisse et en communication fluidique avec le local technique ; - la caisse comporte en outre au moins un deuxième dispositif de ventilation 15 distinct du premier dispositif de ventilation, ledit deuxième dispositif de ventilation comportant : une deuxième gaine d'arrivée d'air, formant un conduit fermé entre une entrée et une sortie ouverte sur le local technique ; et un deuxième ventilateur disposé entre l'entrée et la sortie de ladite gaine, les première et deuxième gaines étant situées proches d'extrémités opposées de la caisse. 20 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une motrice selon un mode de réalisation de l'invention ; et 25 - la figure 2 est une vue en coupe transversale de la motrice de la figure 1, les parties gauche et droite représentant respectivement l'avant et l'arrière du local technique. La figure 1 représente une motrice 10 de train à grande vitesse, selon un mode de réalisation de l'invention. La motrice 10 est destinée à être assemblée à des véhicules 30 ferroviaires de type wagons de transports de voyageurs, pour former un train. La motrice 10 comprend une caisse 12, ainsi que deux bogies 14, 15 et deux moteurs de traction 16, 17, disposés sous ladite caisse 12. Chaque moteur de traction 16, 17 est destiné à mettre en mouvement les roues de l'un des bogies 14, 15. La motrice 10 comprend en outre un transformateur électrique 18, relié aux moteurs de traction 16, 17 et 35 également disposé sous la caisse 12. 3 La caisse 12 comporte une toiture 19 et un plancher 20, qui délimitent verticalement ladite caisse. Les bogies 14, 15 et les moteurs de traction 16, 17 sont disposés sous le plancher 20. La caisse 12 comporte en outre des parois latérales 21. La caisse 12 présente une forme allongée. On considère une base orthonormée 5 (X, Y, Z), la direction Z représentant la verticale. La caisse 12 s'étend principalement selon la direction X, correspondant à une direction de déplacement habituelle de la motrice 10. La caisse 12 comporte une extrémité avant, formée par une cabine de conduite 22. Un premier bogie 14 et un premier moteur de traction 16 sont situés proches de 10 ladite extrémité avant de la caisse 12. Un deuxième bogie 15 et un deuxième moteur de traction 17 sont situés proches d'une extrémité arrière, opposée, de la caisse 12. Adjacent à la cabine de conduite 22 selon X, la caisse 12 comporte un compartiment technique 24, également appelé local technique. Ledit compartiment technique est séparé de la cabine de conduite 22 par une cloison 25. Le compartiment 15 technique 24 est représenté en coupe sur la figure 1. La partie gauche de la figure 2 montre une vue en coupe transversale de la caisse 12, au niveau de l'avant dudit compartiment technique 24, selon un plan de coupe A-A indiqué sur la figure 1. La partie droite de la figure 2 montre une vue en coupe transversale de la caisse 12, au niveau de l'arrière dudit compartiment technique 24, 20 selon un plan de coupe B-B indiqué sur la figure 1. Dans un plan (X, Z), le compartiment technique 24 est délimité par la toiture 19, le plancher 20 et les parois latérales 21. Le compartiment technique 24 comporte un plafond 26, qui le divise selon Z entre un étage inférieur 28 et un étage supérieur 30. Le plafond 26 marque notamment une limite selon Z entre les parois latérales 21 et la toiture 19, 25 lesdites parois latérales 21 étant sensiblement planes et verticales et ladite toiture 19 ayant une forme bombée. L'étage inférieur 28 du compartiment technique 24 comporte un couloir central 32 et une pluralité d'équipements techniques, installés de part et d'autre dudit couloir central à proximité des parois latérales 21. Lesdits équipements techniques seront décrits ci- 30 après. Avantageusement, le couloir central 32 a une largeur selon Y comprise entre 500 mm et 750 mm, de préférence égale à 750 mm environ. Cette largeur est déterminée pour permettre un passage confortable d'un opérateur, sans limiter sensiblement le volume disponible pour les équipements de la motrice. 4 L'étage inférieur 28 du compartiment technique 24 comporte au moins un coffre de traction 33. Ledit coffre de traction 33 comprend des équipements électriques et/ou électroniques de commande des moteurs de traction 16, 17. L'étage inférieur 28 du compartiment technique 24 comporte au moins un premier 5 dispositif de ventilation 34. Ledit premier dispositif de ventilation 34 permet d'insuffler de l'air frais à l'intérieur dudit étage inférieur 28, afin notamment de refroidir les équipements électriques et/ou électroniques de l'au moins un coffre de traction 33. Le premier dispositif de ventilation 34est disposé sensiblement à l'avant du compartiment technique 24, à proximité du premier bogie 14. De préférence, l'étage 10 inférieur 28 comporte en outre un deuxième dispositif de ventilation 35 similaire, disposé sensiblement à l'arrière du compartiment technique 24 à proximité du deuxième bogie 15 et du deuxième moteur de traction 17. Les premier 34 et deuxième 35 dispositifs de ventilation sont visibles sur la figure 2. La description ci-après s'applique également au premier 34 et au deuxième 35 dispositif de ventilation, les éléments communs auxdits 15 dispositifs étant désignés par les mêmes numéros de référence. Le dispositif de ventilation 34, 35 comporte une gaine d'arrivée d'air 36. Ladite gaine 36 forme un conduit fermé, à l'exception d'une entrée 38 et d'une sortie 40. L'entrée 38 de la gaine est disposée au niveau de la toiture 19 de la caisse 12. Plus précisément, l'entrée 38 est formée par une première bouche 41 d'entrée d'air, 20 incorporée à la toiture 19. A partir de l'entrée 38, la gaine 36 s'étend dans l'étage supérieur 30 du compartiment technique 24, traverse le plafond 26 et se poursuit jusqu'à la sortie 40, disposée dans l'étage inférieur 28. Le dispositif de ventilation 34, 35 comporte en outre un ventilateur 42 électrique, 25 situé dans l'étage inférieur 28 au niveau de la sortie 40. Le ventilateur 42 est apte à insuffler de l'air extérieur à la caisse 12 dans l'étage inférieur 28, de sorte à créer une légère surpression à l'intérieur dudit étage inférieur. Le dispositif de ventilation 34, 35 comporte en outre un premier organe de filtration 44, disposé en entrée 38 de la gaine 36. Le premier organe de filtration 44 est perméable 30 à l'air et apte à retenir des particules solides de dimensions supérieures à un premier seuil. A titre indicatif, ledit premier seuil est compris entre 80 micromètres et 120 micromètres ; typiquement ledit premier seuil est de 90 micromètres. De préférence, le premier organe de filtration 44 comporte des éléments déflecteurs mécaniques, tels que des persiennes 46. Lesdites persiennes 46 définissent 35 des canaux 48 qui forment l'entrée 38 de la gaine 36. De préférence, lesdits canaux 48 5 sont disposés selon la direction transversale Y, soit perpendiculairement à la direction principale X de déplacement de la motrice 10. Les persiennes 46 permettent ainsi de limiter la pénétration de gouttes d'eau et de particules de poussière dans l'entrée 38 de la gaine 36, au cours du déplacement de la 5 motrice 10. Le dispositif de ventilation 34, 35 comporte en outre un deuxième organe de filtration 50. Ledit deuxième organe de filtration est disposé dans la gaine 36, entre le premier organe de filtration 44 et le ventilateur 42. Le deuxième organe de filtration 50 est perméable à l'air et apte à retenir des particules solides de dimensions supérieures à un 10 deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant inférieur au premier seuil. A titre indicatif, ledit deuxième seuil est compris entre 50 micromètres et 80 micromètres. De préférence, le deuxième organe de filtration 50 comporte un panneau de matériau textile, ou d'un autre matériau perméable à l'air, disposé en travers de la gaine 36. Le deuxième organe de filtration 50 est destiné à prévenir de manière optimale la 15 pénétration de poussières dans l'étage inférieur 28 du compartiment technique 24. Le dispositif de ventilation 34, 35 comporte en outre au moins une bouche de sortie d'air 52, 54, située en toiture 19 de la caisse 12 et en communication fluidique avec l'étage inférieur 28 du compartiment technique 24. La surpression générée par le ventilateur 42 dans le compartiment technique 24, par rapport à l'extérieur de la caisse 20 12, empêche la pénétration de poussières par ladite bouche de sortie d'air 52, 54. En variante, la bouche de sortie d'air 52, 54 n'est pas munie de filtre. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, la caisse 12 comporte une première 52 et une deuxième 54 bouches de sortie d'air, respectivement situées à l'avant et à l'arrière de la toiture 19. 25 L'aspiration de l'air en toiture 19 au lieu d'une aspiration sur les parois latérales 21 permet notamment de réduire le bruit vis-à-vis de l'extérieur. Le compartiment technique 24 comporte au moins une ouverture ménagée dans une paroi latérale 21 et obturée de manière réversible par une porte 56. Ladite porte 56 donne accès de l'extérieur au couloir central 32 de l'étage inférieur 28. De préférence, les 30 parois latérales 21 ne comportent aucune ouverture dégagée de manière permanente. Outre la limitation de la pollution du compartiment technique 24, de telles parois latérales sans ouverture sont plus esthétiques et permettent plus de liberté en matière de design. Avec les deux dispositifs de ventilation 34 et 35, il est possible de faire fonctionner les ventilateurs 42 à vitesse réduite afin de créer une légère surpression dans le 35 compartiment technique 24, comme décrit ci-dessus. 6 Par ailleurs, lorsque les équipements techniques du compartiment technique 24 échauffent l'atmosphère interne dudit compartiment technique, les ventilateurs 42 sont mis en fonctionnement à pleine vitesse afin d'évacuer les calories vers l'extérieur. REVENDICATIONS1.- Motrice (10) de train à grande vitesse, notamment pour le transport de voyageurs, ladite motrice comprenant une caisse (12) et au moins un moteur de traction (16, 17) de ladite caisse, ladite caisse comportant une toiture (19) et un plancher (20) ; l'au moins un moteur de traction étant disposé sous ledit plancher, la caisse comportant en outre un local technique (24) défini entre ladite toiture et ledit plancher, ledit local technique comprenant : des équipements électriques (33) de commande de l'au moins un moteur de traction ; et au moins un premier dispositif de ventilation (34) desdits équipements électriques, la motrice étant caractérisée en ce que le premier dispositif de ventilation comporte : une première gaine (36) d'arrivée d'air, formant un conduit fermé entre une entrée (38) et une sortie (40) ouverte sur le local technique ; et un premier ventilateur (42) disposé entre l'entrée et la sortie de ladite première gaine, de sorte à créer une surpression dans le local technique. 2.- Motrice de train à grande vitesse selon la revendication 1, dans laquelle : - l'entrée (38) de la première gaine est disposée au niveau d'une première bouche d'entrée d'air (41) située en toiture (19) de la caisse, et - le premier dispositif de ventilation (34) comporte un premier organe de filtration (44) disposé en entrée de la première gaine (36), ledit premier organe de filtration (44) étant perméable à l'air et apte à retenir des particules solides de dimensions supérieures à un premier seuil. 3.- Motrice de train à grande vitesse selon la revendication 2, dans laquelle le premier organe de filtration (44) comporte des éléments déflecteurs (46) de type persiennes (46). 4.- Motrice de train à grande vitesse selon la revendication 3, dans laquelle les éléments déflecteurs définissent des canaux d'entrée d'air (48) disposés selon une direction (Y) perpendiculaire à une direction principale (X) de déplacement de la motrice. 5.- Motrice de train à grande vitesse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le premier dispositif de ventilation (34) comporte un deuxième organe de 8 filtration (50), disposé dans la première gaine (36) entre le premier organe de filtration (44) et le premier ventilateur (42) , ledit deuxième organe de filtration (50) étant perméable à l'air et apte à retenir des particules solides de dimensions supérieures à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant inférieur au premier seuil. 5 6.- Motrice de train à grande vitesse selon la revendication 5, dans laquelle le deuxième organe de filtration (50) comporte un panneau de matériau textile. 7.- Motrice de train à grande vitesse selon l'une des revendications précédentes, 10 dans laquelle le premier dispositif de ventilation (34) comporte en outre au moins une bouche de sortie d'air (52, 54), située en toiture de la caisse et en communication fluidique avec le local technique. 8.- Motrice de train à grande vitesse selon l'une des revendications précédentes, 15 dans laquelle la caisse comporte en outre au moins un deuxième dispositif de ventilation (35) distinct du premier dispositif de ventilation (34), ledit deuxième dispositif de ventilation comportant : une deuxième gaine (36) d'arrivée d'air, formant un conduit fermé entre une entrée et une sortie ouverte sur le local technique ; et un deuxième ventilateur (42) disposé entre l'entrée et la sortie de ladite gaine, les première et deuxième gaines 20 étant situées proches d'extrémités opposées de la caisse (12).