Brevet FR3082792A1 — publié le 20191227

Dispositif de mesure pour les caténaires d'un aiguillage Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication d'équipements de maintenance de voies de chemin doter. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif qui permet de déterminer une différence de hauteur entre deux fils de contact de caténaires dans un aiguillage de voies ferrées. Dans un aiguillage simple, illustré schématiquement par la figure 1 a, une première voie ferrée V1 est raccordée à une deuxième voie ferrée V2. Dans le sens où les voies ferrées se séparent, l'aiguillage permet à un train en provenance de la première voie terrée V1 de rester sur cette voie ferrée, dite c est mesurée, soit à l'aide de graduations situées sur l'archet a du gabarit synthétique G, soit à l'aide d'un télémètre laser en mesurant la 5 différence de hauteur des deux fils de contact par rapport au plan de roulement de la voie ferrée. Pour le cas où la côte « r » est déterminée à l'aide d'un télémètre laser, l'opérateur utilise un support plan (par exemple une planche) posé sur les rails de la première voie ferrée V1, puis positionne sur ce support le télémètre successivement 10 en-dessous des deux fils de contact. La différence entre les deux mesures permet de déterminer la côte « r ». Cette méthode de mesure selon l'art antérieur n'est pas particulièrement précise. En effet, il n'y a pas de centrage précis du gabarit synthétique par rapport à 15 l'axe de la voie. De plus, l'opérateur réalisant la mesure doit mettre en pression manuellement le gabarit synthétique sur le fil de contact puis rechercher le point d'attaque. Cette opération demande de l'expérience, une certaine dextérité, et présente ainsi une certaine incertitude. Il peut également être remarqué que la perpendicularité du gabarit par rapport à la voie est difficilement contrôlable alors que 20 cette perpendicularité influe de façon très importante sur le résultat. L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif qui permette de réaliser une mesure précise de la côte « r », et notamment plus précise 25 que ce qui est permis par les méthodes selon l'art antérieur. L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif qui permette d'obtenir une mesure précise indépendamment de la compétence de l'opérateur qui utilise le dispositif. L'invention a encore pour objectif de fournir un tel dispositif qui permette de 30 réaliser rapidement et simplement une intervention de mesure de la côte « r ». Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un dispositif de détermination d'une différence de hauteur entre deux fils de contact de caténaires dans un aiguillage ferroviaire de deux voies ferrées, le dispositif comprenant une base avec deux piétements destinés à être 4 positionnés sur les deux rails d'une des voies ferrées, la base étant déplaçable le long des rails, caractérisé en ce que la base comprend un support centré par rapport aux piétements, le support étant destiné à définir un point de référence spatial, et en ce que le dispositif comprend : 5 des moyens de mesure couplés sur le support, les moyens de mesure comprenant au moins un organe de mesure laser apte à mesurer des distances dans un plan de détection perpendiculaire à l'axe de la voie sur laquelle la base est positionnée, le point de référence spatial étant situé dans le plan de détection, les moyens de mesure produisant des 10 données de mesure ; un système électronique couplé aux moyens de mesures, le système électronique étant configuré pour déterminer les coordonnées spatiales des deux fils de contact dans le plan de détection à partir des données de mesure, le système électronique étant apte à calculer la différence de 15 hauteur entre les deux fils de contact. Grâce au dispositif selon l'invention, un opérateur intervenant sur l'aiguillage peut aisément et rapidement déterminer la côte « r » au niveau du point d'attaque. De plus, l'opérateur est assuré d'obtenir une côte « r » bien plus précise que ce qui est permis par les méthodes selon l'art antérieur. 20 En effet, grâce au dispositif selon l'invention, l'opérateur doit simplement positionner la base sur les rails de la voie ferrée, et les moyens de mesures ne nécessitent pas d'être manipulés d'une façon spécifique et expérimentée pour pouvoir déterminer précisément la côte « r » des fils de contact de l'aiguillage. Plus précisément, le dispositif selon l'invention permet de déterminer le point 25 d'attaque et la côte « r » des fils de contact sur l'aiguillage grâce à la détermination des coordonnées spatiales des fils de contact dans le plan de détection par rapport au point de référence spatial. En connaissant les coordonnées du fil de contact de la voie ferrée adjacente à celle sur laquelle la base est située, l'opérateur qui connait les dimensions d'un pantographe peut déterminer si le point d'attaque a été atteint ou 30 non. Par la suite, en positionnant la base au niveau du point d'attaque, l'opérateur peut obtenir aisément la côte « r » grâce au système électronique. L'organe de mesure laser est couplé sur la base et est conçu pour mesurer des distances dans le plan de détection qui est perpendiculaire par rapport à l'axe de la voie sur laquelle la base est positionnée. 5 Au contraire de ce qui est permis par l'art antérieur, cette conception permet de s'assurer que les mesures effectuées ne sont pas déterminées avec un biais relatif à une inclinaison du plan de mesure par rapport au plan de détection, vers l'avant ou vers l'arrière. En effet, tel qu'expliqué précédemment la méthode selon l'art antérieur 5 ne permet que difficilement le contrôle de la perpendicularité du gabarit par rapport à l'axe de la voie ferrée. Enfin, le dispositif selon l'invention peut être utilisé alors que la caténaire est toujours sous tension. En effet, à la différence de l'art antérieur l'opérateur ne vient pas toucher physiquement les fils de contact 10 Selon un mode de réalisation préférentiel, les piétements sont montés mobiles l'un par rapport à l'autre de façon à pouvoir faire varier l'écartement entre eux, et le dispositif comprend des moyens de maintien du support dans une position centrée par rapport aux piétements. Grâce à cette conception, le point de référence spatial est toujours 15 parfaitement centré par rapport à la voie ferrée sur lequel la base est posée. Avantageusement, le système électronique intègre une représentation numérique de pantographe, le système électronique étant apte à déterminer un point d'attaque correspondant à une position longitudinale de la base le long de la voie ferrée dans laquelle le fil de contact de la voie ferrée adjacente est en contact avec 20 la représentation numérique de pantographe, le point d'attaque étant immédiatement voisin d'une position longitudinale de la base le long de la voie ferrée dans laquelle le fil de contact de la voie ferrée adjacente n'est pas en contact avec la représentation numérique de pantographe. Grâce à une telle représentation numérique de pantographe, les 25 coordonnées spatiales des fils de contact pour lesquelles ils rentreraient simultanément en contact avec un pantographe de train peuvent être déterminées par le système électronique. En d'autres termes, cette représentation numérique de pantographe forme un gabarit virtuel de pantographe. 30 Dans le cas où le système électronique dispose de moyens d'affichage, une représentation virtuelle des fils de contact par rapport à la voie et à la représentation numérique de pantographe peut être affichée pour permettre à l'opérateur de réaliser le contrôle. 6 Selon une caractéristique avantageuse, le système électronique comprend des moyens de détermination d'un déplacement longitudinal de la base le long de la voie ferrée pour atteindre le point d'attaque. Grâce à cette caractéristique, l'opérateur peut aisément déplacer la base le 5 long de la voie ferrée si cela est nécessaire. Selon une première variante de réalisation, l'organe de mesure laser est un télémètre laser. Un tel organe de mesure laser forme une solution simple et économique pour réaliser des mesures dans le plan de détection. 10 Avantageusement, le télémètre laser est couplé à une caméra vidéo. L'opérateur dispose ainsi de données vidéo pour valider le positionnement du télémètre laser lors de la mesure des distances des fils de contact. Préférentiellement, l'organe de mesure laser est monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation perpendiculaire au plan de détection, et les moyens de 15 mesure comprennent au moins un inclinomètre, les données de mesure comprenant des mesures d'inclinaison. L'organe de mesure laser doit alors être incliné en direction de chaque fil de contact, et les mesures de distance ainsi que les mesures d'inclinaison permettent alors au système électronique de déterminer la position des fils de contact et la côte 20 « r ». Selon une deuxième variante de réalisation, l'organe de mesure laser est un scanner laser tridimensionnel, le système électronique étant apte à réaliser une représentation tridimensionnelle de l'aiguillage. Grâce à cette variante, la position de la base n'a pas besoin d'être ajustée, 25 et la mesure de la côte « r » peut être directement obtenue. En effet, la représentation tridimensionnelle de l'aiguillage permet alors d'avoir un positionnement virtuel du pantographe numérique et un calcul automatique de la côte « r ». Selon une caractéristique préférée, l'organe de mesure laser est couplé sur le support par l'intermédiaire d'un bras de déport, les données de mesure comprenant 30 des mesures de déport. Ce bras de déport permet de déterminer les coordonnées des fils de contact sans avoir besoin d'être directement positionné en dessous des fils de contact. Selon une autre caractéristique préférée, l'organe de mesure laser est couplé sur le support par l'intermédiaire d'un chariot mobile latéralement par rapport 7 à la base, les données de mesure comprenant des mesures de déplacement latéral du chariot. Un tel chariot permet de faciliter la prise de mesures en fonction des conditions de prise de mesures. 5 Avantageusement, le dispositif comprend au moins un moteur apte à modifier la position de l'organe de mesure laser, et le système électronique comprend des moyens de contrôle et d'asservissement du moteur. L'opération de prise de mesure peut alors être complètement automatisée à l'aide du système électronique. Après avoir positionné la base sur la voie ferrée, 10 l'opérateur doit alors seulement interagir avec le système électronique pour obtenir la côte REVENDICATIONS1. Dispositif de détermination d'une différence de hauteur entre deux fils de contact (Cl, C2) de caténaires dans un aiguillage ferroviaire de deux voies ferrées (V1, V2), le dispositif comprenant une base (1) avec deux piétements (10) destinés à être positionnés sur les deux rails (1000) d'une des voies ferrées, la base étant déplaçable le long des rails, caractérisé en ce que la base comprend un support (11) centré par rapport aux piétements, le support étant destiné à définir un point de référence spatial (0), et en ce que le dispositif comprend : des moyens de mesure (2) couplés sur le support, les moyens de mesure comprenant au moins un organe de mesure laser (20) apte à mesurer des distances dans un plan de détection perpendiculaire à l'axe de la voie sur laquelle la base est positionnée, le point de référence spatial étant situé dans le plan de détection, les moyens de mesure produisant des données de mesure ; un système électronique (3) couplé aux moyens de mesures, le système électronique étant configuré pour déterminer les coordonnées spatiales des deux fils de contact dans le plan de détection à partir des données de mesure, le système électronique étant apte à calculer la différence de hauteur entre les deux fils de contact. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les piétements (10) sont montés mobiles l'un par rapport à l'autre de façon à pouvoir faire varier l'écartement entre eux, et en ce qu'il comprend des moyens de maintien du support (11) dans une position centrée par rapport aux piétements. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système électronique (3) intègre une représentation numérique de pantographe (300), le système électronique étant apte à déterminer-un point d'attaque correspondant à une position longitudinale de la base (1) le long de la voie ferrée dans laquelle le fil de contact de la voie ferrée adjacente est en contact avec la représentation numérique de pantographe, le point d'attaque 16 5 4. 10 5. 15 6. 20 7. 25 8. 30 étant immédiatement voisin d'une position longitudinale de la base le long de la voie ferrée dans laquelle le fil de contact de la voie ferrée adjacente n'est pas en contact avec la représentation numérique de pantographe, le système électronique (3) comprenant des moyens de détermination d'un déplacement longitudinal de la base (1) le long de la voie ferrée pour atteindre le point d'attaque. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de mesure laser (20) est un télémètre laser. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe de mesure laser (20) est monté mobile en rotation autour d'un axe de rotation (R) perpendiculaire au plan de détection, et en ce que les moyens de mesure (2) comprennent au moins un inclinomètre (21), les données de mesure comprenant des mesures d'inclinaison. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de mesure laser (20) est un scanner laser tridimensionnel, le système électronique (3) étant apte à réaliser une représentation tridimensionnelle de l'aiguillage. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de mesure laser (20) est couplé sur le support (11) par l'intermédiaire d'un bras de déport (4), les données de mesure comprenant des mesures de déport. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de mesure laser (20) est couplé sur le support (11) par l'intermédiaire d'un chariot mobile latéralement par rapport à la base (1), les données de mesure comprenant des mesures de déplacement latéral du chariot. 17 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moteur apte à modifier la position de l'organe de mesure laser (20), et en ce que le système électronique (3) comprend des moyens de contrôle et 5 d'asservissement du moteur.