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N° 25 - DÉC./JANV. 2019 - 9 € - ISSN 2273-175X

Travaux ferroviaires& souterrains
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REPORTAGES • INTERVIEWS • MATÉRIELS • TECHNIQUES • STRATÉGIES • ÉVÉNEMENTS
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Innotrans
Ferroviaire Process

Impact antivibratoiredes semelles sous traverses
Une étude diligentéepar l’entreprise
Getzner auprès del’école polytechniquede Wroclaw, a pudémontrer l’efficacitédes semelles sous
traverse sur laliaison ferroviaire
entre Cracovie et son
aéroport. Le rapport
ci-dessous, résuméet vulgarisé par BTP
Rail, présente leprotocole de mesure,le déroulement desessais ainsi que lesrésultats les plus
significatifs.

BTP Rail N°25

La ligne de chemins de fer no 118 duréseau ferroviaire polonais PKP PKL relie
l’arrêt Cracovie Central et l’aéroport deCracovie. Elle a été modernisée en 2015.
La superstructure est essentiellement
composée de rails de type 60E1, de points d’appuiélastiques sur les traverses en béton de type PS94
et présente une hauteur de ballast de 30 cm.
Alternative économique aux tapis sous ballast,près de 12 000 semelles sous traverse SLS1308Gde Getzner Werkstoffe ont été installées sur plusieurs sections de ligne sensibles afin de réduire
les nuisances sonores et de limiter les vibrations àl’origine de secousses et de bruit solidien. L’étude
présentée vise à quantifier l’atténuation des vibrations induite par la pose de ces semelles soustraverse en Sylomer sur une superstructure avecballast.
CAMPAGNE DE MESURE
Les mesures ont été effectuées sur deux sections
de ligne : l’une équipée de semelles sous traverse,l’autre avec des traverses conventionnelles. Lesdéflexions verticales ont ensuite été mesurées
sur chacune des traverses lors du passage d’untrain (fig. 1). Ces mesures ont montré que lesappuis des zones sans semelle étaient très raides,
les mouvements verticaux mesurés n’étant quede 0,3 mm environ. L’inverse a été constaté surla section de ligne avec une semelle SLS1308G,
ce qui a confirmé les calculs qui prévoyaient uncomportement bien plus élastique, avec des déflexions verticales d’environ 1,5 mm. À l’issue deces résultats, les ingénieurs se sont attendus à une
diminution significative de la propagation des vibrations indésirables. L’amélioration de l’élasticité
des voies permettant en effet de réduire les forcesdynamiques à l’œuvre et de préserver le ballast ce
qui améliore la qualité à long terme de la superstructure de voie ferrée. Les mesures des vibrations
ont été effectuées avec des accéléromètres sur despieux près de la voie, sur trois points de mesure
pour chaque section, avec et sans semelle (distance du centre de la voie : 6-8 m, distance entre
les points de mesure, dans le sens longitudinal dela voie : 25 m). Au total, douze passages de train
ont été enregistrés sur chaque point de mesure.
Les mesures et leur interprétation étant effectuées
selon un référentiel normatif applicable pour deséléments élastiques sur une superstructure devoie ferrée (1). Le spectre différentiel (fig. 2) montrel’efficacité des semelles sous traverse représentéepar la « perte par insertion ». Celle-ci désignel’effet relatif des mesures de réduction par rapport
à la situation de référence sans semelle. A noter
qu’ici que tous les autres facteurs d’émission sontsupposés rester inchangés (même véhicule, mêmevitesse, même rigidité de rail, etc).

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JUSQU’À 74 % DE RÉDUCTION
DES VIBRATIONS
La perte par insertion est exprimée en décibels(dB). Lorsque les valeurs sont positives, cela signifie une réduction des vibrations, c’est-à-direune amélioration dans la superstructure de voie.
Comme le montre la figure 2, on observe une
réduction des vibrations sur la voie avec semelles
sous traverse, à partir de fréquences supérieuresà 31,5 Hz par rapport à la voie sans élémentsélastiques. Les fréquences de 40 Hz à 200 Hzétant principalement responsables du bruitaérien secondaire dans les bâtiments voisins.
Plus précisément, les vibrations comprises entre
50 Hz et 63 Hz atteignent un niveau sonore de80 dBv sans semelle, tandis qu’elles sont atténuées avec les semelles pour atteindre 68,4 dBv
à des vitesses de train de 70 km/h. La bandede tiers d’octave dominante lors des passages
des trains est d’environ 63 Hz. L’utilisation desemelles sous traverse SLS1308G entraîne donc
une perte par insertion de 11,6 dB (soit uneréduction moyenne des vibrations de 74 %).
Seule une légère amplification de la résonanceFig. 1 : Affaissement des rails avec
semelle (en jaune) et sans semelle (engris) sous traversea pu être observée dans la plage de la fréquence
propre. Dans ce contexte, ces recherches, notamment sur la plage de fréquence pertinente de63 Hz, montrent ainsi le rôle fondamental dessemelles sous traverse pour réduire les vibrationset le bruit aérien secondaire. Outre la réduction
des vibrations déjà mentionnée, l’utilisation desemelles améliore donc également la qualité àlong terme de la superstructure de voie ferrée, ce

Fig. 2 : Perte par insertion représentéepar un spectre différentiel

qui se traduit par une réduction des travaux demaintenance et, par voie de conséquence, descoûts pour l’opérateur ferroviaire.
Drs Harald Loy*, Ferdinand Pospischil*et Ewelina Kwiatkowska**(1) Normes DIN 45669, DIN 45672 et DIN 45673-3* Getzner Werkstoffe, Intelligent Transport Systems, Universityof Innsbruck** Wroclaw University of Technology

www.getzner.fr

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