Brevet FR3131927A1 — publié le 20230721

La présente invention concerne le domaine du transport collectif en site propre, à l’aide de véhicules autonomes circulant sur une voie ferrée formée par des segments de deux rails parallèles dont l’écartement est maintenu constant par des traverses, raccordés par des éclisses pour former une voie de guidage. MODULE DE VOIE FERREE Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine du transport collectif en site propre, à l’aide de véhicules autonomes circulant sur une voie ferrée formée par des segments de deux rails parallèles dont l’écartement est maintenu constant par des traverses, raccordés par des éclisses pour former une voie de guidage. Elle concerne en particulier les solutions de mobilité légère par des capsules autonomes, propulsées par des moteurs électriques alimentées par le rail en basse tension (moins de 120 Volts en continu) pour transporter à bord, un ou deux passagers ou des vélos, des bagages, etc. Toutefois la pose des rails nécessite un chantier de travaux publics lourdes et coûteuse. Généralement, une voie ferrée nécessite des travaux de terrassement, de formation d’un ballast fait de cailloux concassés à arêtes vives sur lequel reposent des traverses en bois ou des blochets en béton, sur lesquels sont ensuite fixés les rails par des attaches élastiques de type « Nabla » (nom commercial) avant d’être réunis par des éclisses boulonnées ou par soudure électrique à bourrelet tranché. La voie ferrée peut aussi être posée sans ballast, directement sur un lit de béton. Ce procédé réduit l’entretien mais coûte plus cher à installer et ne permet pas de corriger facilement les défauts de géométrie. Il a également le défaut de rendre le sol imperméable, perturbant l'écoulement de l'eau, quand le ballast laisse les précipitations s'infiltrer. Etat de la technique La demande de brevet US20080315002A1 décrit un exemple de voie ferroviaire présentant des rails fixés sur des traverses, qui sont supportées par une structure en béton ou en béton composite. Les traverses sont noyées dans le béton structurel de la structure ou dans une couche de béton de protection ou sont montées directement sur le béton structurel ou la couche de béton de protection. Le brevet EP1560984B1 décrit un support de rail ferroviaire pour voie sur dalle comprenant un bloc de matériau moulé dont la partie supérieure est pourvue de moyens de fixation du rail, encastrer dans une enveloppe comprenant une paroi verticale et un fond, ladite enveloppe étant elle-même logée dans une cavité de ladite dalle, caractérisée en ce que ledit bloc est moulé dans une coque rigide formant un perdu en sorte que l'ensemble dudit bloc et de ladite coque rigide constituant un blochet dont la forme et les dimensions extérieures correspondent et s'adaptent à la forme et aux dimensions intérieures de ladite enveloppe, en ce que ladite enveloppe forme un chausson et la face inférieure du blochet repose sur le fond ledit chausson. Le brevet EP0915202 décrit un socle de rail permettant d'ancrer des rails de chemin de fer dans une superstructure sans ballast, le socle de rail étant inséré dans un patin de traverse constitué d'une plaque de fond et de parois latérales en un matériau élastique, le joint entre le socle de rail et le bord de patin de traverse supérieur étant obturé de manière étanche et le socle de rail étant logé conjointement avec le patin de traverse en tant qu'unité dans un évidement correspondant de la superstructure. Inconvénients de l’art antérieur Ces différentes solutions nécessitent toutes des interventions lourdes sur le terrain, avec un chantier de plusieurs jours et des interventions de plusieurs compétences (terrassement, préparation des socles, pose des rails, …). Solution apportée par l’invention Afin de remédier à cet inconvénient et permettre une construction rapide et économique d’une voie de circulation en site propre de navettes et capsules ferroviaires autonomes l’invention concerne selon son acception la plus générale un module de voie ferrée comportant deux tronçons de rails reliés par des traverses, et par des éclisses de connexion de deux extrémités des rails de deux tronçons consécutifs caractérisé en ce que ledit module présente sous chacun des rails une pluralité de plots présentant un socle évasé et une tête de liaison avec ledit module reliés par une tige de réglage. Avantageusement, lesdits tronçons de rails présentent chacun une forme de cornière avec chacun un patin inférieur horizontale dont le bord longitudinal libre et orienté vers le rail opposé et dont l’autre bord est prolongé vers le haut par une aile verticale. Selon une variante préférée, lesdites traverses sont boulonnées sous les patins des rails avec un espacement longitudinal périodique. Selon un mode de réalisation préféré, deux tronçons de rails consécutifs sont reliés par des éclisses formés par une lame longitudinale dont l’une des extrémités est boulonnée sous l’extrémité du patin de l’un des rails, et dont l’autre extrémité défini un couloir de glissement longitudinal pour la surface inférieur du patin du rail consécutif, ledit couloir présentant une largeur correspondant à celle dudit patin et étant délimité par deux épaulements longitudinaux. De préférence, l’une des extrémités desdites éclisses est coupée en biais. Selon une variante, l’extrémité boulonnée desdites éclisses présente des trous oblongs avec un grand axe longitudinal. De préférence, lesdits plots sont disposés sous la zone d’intersection d’une traverse et d’un patin de rail. Avantageusement, ladite zone d’intersection présente une tête munie d’un filetage pour le réglage de la hauteur de ladite tige. Selon une variante, une partie au moins desdites traverses comporte un élément de marquage. Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation de l’invention La présente invention sera décrite de manière plus détaillée en référence à des exemples non limitatifs de réalisation précisant les avantages et considérations susmentionnées. Une description plus particulière de l'invention brièvement décrite ci-dessus illustrée par les dessins annexés où : la représente une vue en coupe transversale d’un exemple de voie ferrée connue la représente une vue en perspective de dessus d’un exemple de module de voie ferrée selon l’invention la représente une vue en perspective de dessous d’un exemple de module de voie ferrée selon l’invention la représente une vue en perspective de dessous d’un plot de soutènement du module de voie ferrée selon l’invention la représente une vue en coupe d’une voie ferrée selon l’invention la représente une vue de dessus en détail du raccordement de deux modules de voie ferrée selon l’invention la représente une vue de dessous encore plus en détail du raccordement de deux modules de voie ferrée selon l’invention la représente une vue en coupe selon les repères CC de la du module de voie ferrée selon l’invention la représente une vue en coupe selon les repères DD de la du module de voie ferrée selon l’invention Contexte général de l’invention La représente une vue en coupe d’un exemple de voie ferrée voies ferrées connue pour l’exploitation d’une flotte de capsules autonomes, dont un exemple est décrit dans le brevet français FR3104119 ainsi que dans le brevet EP1620297. Les éléments de voie de guidage sont constitués par une paire de rails (1, 2) présentant une forme de cornière, avec une section en «L», avec un patin de roulement (12, 22) dans le plan horizontal et une bande de guidage (11, 21) perpendiculaire, dans le plan vertical. Ils sont réalisés en acier profilé. La largeur du patin de roulement (12, 22) est de 100 millimètres, la hauteur de la bande de guidage (11, 21) est également de 100 millimètres. L’épaisseur des deux bandes est identique, de 8 millimètres. Modules de voie ferrée selon l’invention L’invention concerne une évolution des voies ferrées précédemment décrites pour simplifier la mise en place d’une nouvelle voie. Les voies sont réalisées à partir de modules pré-assemblées en usine, pour former un ensemble facile à manipuler pour le transport, la mise en place et l’assemblage. Les rails (1, 2) et les traverses (3) sont assemblés par des boulons (4) ou éventuellement par soudure. Les deux rails (1, 2) ne sont pas nécessairement droits, ils peuvent également être courbes pour les modules de virage. Le module présente une pluralité de plots (40) fixés sous chaque intersection d’un patin de roulement (12, 22) et d’une traverse (3). Ces plots (40) décrit plus en détail par la suite sont réglable en hauteur pour permettre une adaptation aux défauts de planéité de la surface de réception. Il présente un socle de forme discale permettant de répartir la charge supportée par le module. Pour un module présentant 8 traverses et une longueur d’environ 5 m, et des plots (40) présentant un socle d’une section de 250 mm, la surface au sol est supérieure à 3 m 2 . Si une capsule circulant sur la voie pèse 500 kg chargée avec deux passagers, avec une longueur de 5 m, l’effort surfacique sur chaque plot est inférieur à celui d’un piéton, ou d’une bicyclette, permettant de poser les modules sur des surfaces terrassées simples. Les rails (1, 2) présentent à l’une des extrémités une éclisse (30) formée par une plaque longitudinale disposée sur le patin (12, 22), avec deux protubérances longitudinales (31, 32) définissant entre elles un fond (33) permettant l’engagement du patin du rail adjacent, son blocage latéral, tout en préservant un jeu longitudinal, nécessaire pour absorber les variations de longueur des rails (1, 2) résultant des variations thermiques. Les éclisses (30) sont fixées sur l’une des extrémités des rails (1, 2) du module par des boulons traversant le patin (12, 22) ; l’autre extrémité du rail (1, 2) vient s’engager dans le fond (33) de l’éclisse (30) du rail adjacent et conserve une liberté de mouvement longitudinale. Diverses solutions de guidage peuvent être envisagées, notamment avec un talon s’étendant latéralement du rail (1 ; 2) pour s’engager dans une nervure complémentaire prévus dans l’éclisse (30) afin de supprimer le degré de liberté perpendiculairement au plan du fond (33) ; ou encore un assemblage de type queue-d’aronde assurant un guidage avec un seul degré de liberté en translation longitudinale. Le socle (41) du plot (40) présente une tige (42) dont la partie supérieure est engagée dans une tête (44) soudée sur la traverse (3). Cette tête (44) présente un trou fileté permettant le réglage de la hauteur du plot. Le module comporte en outre des marqueurs (50) vissés ou collés sur les traverses (3). Il s’agit par exemple de masses métalliques, de longueurs selon la direction longitudinale choisi aléatoirement parmi un ensemble de longueurs possibles. Ces marqueurs (50) permettent de réaliser une géolocalisation d’une capsule circulant sur la voie, à partir des informations fournis par un capteur inductif « lisant » la longueur des marqueurs (50) lors du déplacement. La représente une vue en coupe de la voie ferrée. Le sol est décaissé sur une profondeur d’environ 300 mm avec un fond plat. Cette tranchée est remplie avec du gravier ou du calcaire 0/20 compacté et damé (100) ; éventuellement, une couche de géotextile peut être insérée dans la couche de gravier ou calcaire compacté pour freiner la pousse de mauvaises herbes, empêcher la remontée de racines et prévenir des déformations de la surface. La résistance de cette couche calcaire peut être améliorée par une précipitation des carbonates de calcium par voie bactérienne, par un traitement additionnel de mise en contact avec des bactéries calcifiantes (par exemple Sporosarcina pasteurii) et un agent d’activation des bactéries calcifiantes telles que l'inuline, et éventuellement au moins un sel d'ions divalents, tel que les ions calcium, magnésium, nickel, zinc, ou les ions de calcium ou de magnésium. Prise en compte de la dilatation des rails Les figures 6 et suivantes illustrent un exemple de réalisation permettant d’absorber les variations dimensionnelles résultant des variations thermiques. Les extrémités (16, 26) des patins (12, 22) sont coupés en biais. L’une des extrémités est boulonnée sur l’éclisse (30) alors que l’autre peut glisser sur le fond (32) formé entre les deux épaulement (31, 32) de l’éclisse (30). Les trous de fixation (36, 37) sont oblongs avec un grand axe orienté longitudinalement pour mettre un jeu et un débattement en cas de dilatation ou rétractation. – Module de voie ferrée comportant deux tronçons de rails (1, 2) reliés par des traverses (3), et par des éclisses de connexion de deux extrémités des rails de deux tronçons consécutifs caractérisé en ce que ledit module présente sous chacun des rails une pluralité de plots (40) présentant un socle évasé et une tête de liaison avec ledit module reliés par une tige de réglage. – Module de voie ferrée selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits tronçons de rails (1, 2) présentent chacun une forme de cornière avec chacun un patin inférieur horizontale (12, 22) dont le bord longitudinal libre et orienté vers le rail opposé et dont l’autre bord est prolongé vers le haut par une aile verticale (11, 21). – Module de voie ferrée selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites traverses (40) sont boulonnées sous les patins des rails avec un espacement longitudinal périodique. – Module de voie ferrée selon la revendication 1 caractérisé en ce que deux tronçons de rails consécutifs sont par des éclisses formés par une lame longitudinale dont l’une des extrémités est boulonnée sous l’extrémité du patin de l’un des rails, et dont l’autre extrémité défini un couloir de glissement longitudinal pour la surface inférieur du patin du rail consécutif, ledit couloir présentant une largeur correspondant à celle dudit patin et étant délimité par deux épaulements longitudinaux. – Module de voie ferrée selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’une des extrémités desdites éclisses est coupée en biais. – Module de voie ferrée selon la revendication 4 caractérisé en ce que l’extrémité boulonnée desdites éclisses présente des trous oblongs avec un grand axe longitudinal. – Module de voie ferrée selon la revendication 4 caractérisé en ce que lesdits plots (40) sont disposés sous la zone d’intersection d’une traverse (3) et d’un patin de rail. – Module de voie ferrée selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite zone d’intersection présente une tête munie d’un filetage pour le réglage de la hauteur de ladite tige. – Module de voie ferrée selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’une partie au moins desdites traverses comporte un élément de marquage.