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M 10M 100M 1000
la passion du rail
Les véhiculesd’auscultation
M 10M 100M 1000
PV 6
M 1200
MA 18
32 MATISA Matériel Industriel S.A.
Les véhicules d’auscultation
IntroductionA ce jour, MATISA a livré dans le monde entier
plus de 200 véhicules et/ou systèmes embarqués
d’auscultation et d’enregistrement de la voie de
différents types et pour des vitesses d’auscultation
allant jusqu’à 250 km/h. L’essence du savoir-faire et
de l’expérience accumulés par MATISA se retrouve
notamment dans la gamme actuelle de véhicules qui
se décline en 3 familles :
TT M 10 pour une auscultation simple et efficace
TT M 100 pour une auscultation confortable sur une
base robuste
TT M 1000 pour une auscultation totale à grande
vitesse
Ces différents véhicules peuvent être équipés d’un
ou plusieurs systèmes de mesure pour inspecter
autant de paramètres de l’infrastructure ferroviaire.
Le savoir-faire MATISA en termes de technologies
de mesure est présenté en seconde partie de
cette brochure. Les auscultations principales sont
généralement dédiées à la géométrie de la voie
(modèles S et O) ou aux défauts internes des
rails (modèles US). Les besoins complémentaires
spécifiques sont traités dans le cadre du réseau de
partenaires de MATISA.
Les véhicules d’auscultation MATISA sont flexibles
et s’adaptent aux particularités de chaque client.
Ils sont conçus selon les normes européennes et
les recommandations UIC en vigueur, sur la base de
procédures de qualité certifiées selon ISO 9001.
Historique et perspectivesLes premiers véhicules d’auscultation MATISA ont
été livrés dans les années 1950, par la reprise des
technologies « MAUZIN ». Il s’agissait alors de petites
draisines permettant des auscultations locales
efficaces qui complétaient remarquablement bien les
grandes voitures des réseaux nationaux développées
par ces derniers ou suffisaient à des réseaux plus
modestes. Plus tard, MATISA reprit la technologie
« AMSLER » et livra aussi de plus grands véhicules,
automoteurs ou remorqués, toujours plus complexes
et plus spécifiquement adaptés, notamment en
termes d’équipements de circulation.
Ces 2 familles de véhicules ont permis à MATISA de
répondre à tous les besoins de ses clients. A l’aube
du 3ème millénaire, la famille de grands véhicules
est dorénavant scindée en M 100 et M 1000 en
adéquation à l’évolution récente du chemin de fer qui
différencie de plus en plus les lignes et/ou réseaux
en termes de vitesse d’auscultation. Les M 1000
couvrent ainsi les besoins spécifiques des réseaux
au trafic dense et grande vitesse grâce à leur
construction, semblable aux véhicules ferroviaires
actuels de type « passager ».
Du point de vue des technologies de mesure,
MATISA propose dorénavant des systèmes optiques
pour l’auscultation de la géométrie des voies et de la
profilométrie des rails, en alternative aux capteurs
mécaniques traditionnels.
De plus, MATISA a récemment intégré l’auscultation
des défauts internes des rails par ultrasons à sa
gamme de systèmes d’auscultation. D’ores et déjà,
ces évolutions permettent à MATISA d’offrir encore
plus de flexibilité et de qualité dans ses produits
d’auscultation, garants de la gestion optimale des
réseaux ferroviaires en termes de sécurité et de
maintenance.
Pour l’optimisation de la gestion des réseaux
M 10 O
M 10 E
M 10
M 10 R
M 10 E
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La gamme M 10 est prévue pour l’auscultation pragmatique et fiable
jusqu’à 80 km/h de tout réseau de taille relativement
modeste, quel qu’en soient l’écartement, le gabarit
de circulation ou les conditions climatiques. Les
différents modèles sont tous des véhicules robustes
sur essieux et les modèles automoteurs sont équipés
d’un entraînement hydrostatique sur la base d’un
moteur DIESEL. Ils permettent de répondre à tous
les budgets sans compromis sur la qualité des
auscultations. Le châssis très rigide sert de référence
pour la mesure de la géométrie de la voie. D’autres
systèmes de mesure peuvent être installés en
complément.
Options M 10 Les véhicules automoteurs de la gamme M 10 sont
très flexibles et s’adaptent facilement aux aspects
particuliers des réseaux pour lesquels ils sont
destinés. Mis à part les systèmes et technologies
de mesure présentés plus loin, les M 10 peuvent
notamment être équipés des options suivantes :
TT Kit pour écartement différent
TT Système d’entraînement de secours
TT Commande de traction déportée
TT Asservissement de la traction par consigne de
vitesse
TT Refroidissement des gaz d’échappement
TT Système de levage pour transport sur remorque
routière
TT Système de ré-enraillement
M 10 E : ce petit véhicule automoteur est prévu pour
des auscultations indépendantes et économiques
de durée limitée. Le poste de conduite unique est
surélevé pour assurer une bonne visibilité ainsi que
le confort du mécanicien. La cabine peut accueillir
jusqu’à 2 postes de travail pour l’auscultation.
M 10 S/O/US : disposant de 2 cabines reliées par
un passage dans le compartiment énergie caréné,
ce véhicule automoteur permet l’installation d’un
nombre plus important de systèmes de mesure et/
ou d’équipements d’aménagement intérieur tels que
des toilettes. Il offre ainsi un confort accru adapté à
des auscultations de durée plus longue.
M 10 R : cette remorque de mesure est conçue pour
une auscultation avantageuse de réseaux disposant
de moyens de traction alternatifs. L’électronique
de mesure embarquée permet de réaliser des
auscultations automatiques. Sinon, l’interface
utilisateur est déportée sur un PC portable à installer
dans le véhicule adjacent.
Système de ré-enraillement
M 10 S
Polyvalence en toute simplicité
Système de levage pour transport sur remorque routière
M 100
M 100
M 100 R
M 100
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M 100
M 100 R : cette voiture de mesure remorquable
est conçue pour une auscultation avantageuse de
réseaux disposant de moyens de traction alternatifs.
Elle est de préférence électriquement autosuffisante
et l’espace dégagé par l’absence de motorisation
permet d’envisager de nombreux aménagements
intérieurs.
M 100 S/O/US : ce véhicule automoteur dispose
d’une grande cabine principale et d’une cabine de
conduite, reliées par un passage dans le compartiment
énergie caréné. L’aménagement intérieur est fonction
des besoins spécifiques.
M 100 R
Exemple d’aménagement intérieur M 100 S/O/US
La gamme M 100 est prévue pour l’auscultation fiable et flexible jusqu’à
100 km/h de différents paramètres de l’infrastructure
ferroviaire de tout grand réseau, quel qu’en soient
l’écartement, le gabarit de circulation ou les conditions
climatiques. Les M 100 sont des véhicules robustes
sur bogies et les modèles automoteurs sont équipés
d’un entraînement de type hydrostatique sur la base
d’un moteur DIESEL. Le châssis très rigide sert de
référence pour la mesure de la géométrie de la voie.
La cabine peut accueillir plusieurs postes de travail
et/ou d’équipements d’aménagement intérieur tels
que toilettes, cuisine, espace social ou chambres à
coucher.
Fiabilité et flexibilité
M 100
M 100
Les moteurs CATERPILLAR® animant
ces machines répondent aux dernières directives
concernant les émissions de gaz et de particules
polluantes, ils sont particulièrement économiques à
l’utilisation et à l’entretien. Le réseau de service est
en outre très performant.
M 1200 USM 1000
M 1000
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La gamme M 1000 est prévue pour une auscultation multiple de
nombreux paramètres de l’infrastructure ferroviaire,
pour toute vitesse égale ou supérieure à 120 km/h.
Elle est particulièrement bien adaptée aux besoins de
grands réseaux ayant un trafic dense et/ou grande
vitesse. Sa conception se rapproche beaucoup de
véhicules ferroviaires actuels de type « passager »,
allant parfois jusqu’à l’intégration d’équipements de
mesure sur tout ou partie d’un véhicule existant.
Les M 1000 sont automoteurs, équipés d’un ou
plusieurs entraînements, de préférence de type
hydrodynamique sur la base d’un moteur DIESEL.
La structure très rigide sert de référence pour
la mesure de la géométrie de la voie. La cabine
peut accueillir plusieurs postes de travail et/ou
d’équipements d’aménagement intérieur tels que
toilettes, cuisine, espace social ou chambres à
coucher. Selon les spécificités de chaque projet,
un M 1000 peut évoluer en une rame automotrice
composée d’une ou plusieurs voitures d’auscultation.
M 1200 US : véhicule de détection des défauts
internes des rails par auscultation ultrasonique
M 1200 US
Bogie «passager»
Exemple d’aménagement intérieur M 1200
Auscultation sur mesure
M 1000
Structure autoporteuse
ba
axbxxF
+⋅+⋅
−= 312
x1
a b
x2
F
x3
1110 MATISA Matériel Industriel S.A.
Les systèmes d’auscultation de la géométrie de
la voie MATISA utilisent généralement le principe
éprouvé de la mesure à 3 points
couplée à un système inertiel,
sur la base de capteurs optiques
ou mécaniques, en harmonie avec la série de
normes européennes EN 13848. Les longueurs de
Géométrie de la voie
base de mesure varient de cas en cas en fonction
des configurations et des domaines de longueurs
d’onde d’intérêt. Les paramètres sont
généralement échantillonnés en fonction
de la distance parcourue (pk voie) et
comprennent systématiquement :
Capteurs mécaniquesLes capteurs mécaniques MATISA se basent sur des
galets simulant le passage de roues ferroviaires et
palpés contre les rails de manière pneumatique. Des
contre-palpeurs assurent le passage fluide de tous
les types de branchements.
Analyse des donnéesL’analyseur de la géométrie de la voie AV 530 permet
d’évaluer la qualité de la géométrie de la voie en
temps réel, à bord du véhicule d’auscultation.
Concepts et technologies d’auscultation
TT L’écartement
TT Le dévers
TT Le gauche
TT Le nivellement longitudinal de chaque rail
TT L’alignement de chaque rail
Peuvent notamment s’y ajouter :
TT La courbure
TT La rampe
TT Les coordonnées GPS
TT Tout type d’information par interfaçage avec
d’autres systèmes de mesure, de localisation ou
autre
Capteur optiqueLe capteur optique est basé sur la projection d’un
LASER pulsé sur le rail permettant d’en acquérir
le profil à haute fréquence par triangulation
et de déterminer notamment les coordonnées
des points utiles au calcul des paramètres de la
géométrie de la voie.
Différents algorithmes d’analyse fournissent une
aide à la décision en matière de :
TT Contrôle de la sécurité et du confort de marche
TT Planification, surveillance et réception de travaux
d’entretien
TT Optimisation des ressources pour l’entretien d’un
réseau
L’analyseur de la géométrie de la voie AV 530
calcule notamment une note de qualité par tronçon
de voie et identifie les défauts isolés en termes de
dépassements de limites de tolérance choisies par
l’opérateur.
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Autres paramètres de l’infrastructure ferroviaire
Concepts et technologies d’auscultation
Défauts internes des railsLes systèmes de détection des défauts internes
des rails se basent généralement sur la technologie
ultrasonique, automatisée au maximum dans
ce cas afin de faciliter le travail de l’opérateur.
La technologie utilisée se compose d’un chariot
d’auscultation spécialement conçu pour guider
précisément les sondes ultrasoniques sur le rail,
grâce à son comportement dynamique très stable
Profilométrie des railsLe profil transversal du rail est déterminé sur la
base de deux capteurs optiques MATISA mesurant
chacun un côté de profil de rail. Ces profils sont alors
superposés pour former une mesure complète de
profil de rail. Différentes fonctionnalités d’auscultation
peuvent être implémentées, telles que :
TT Identification du modèle de rail par rapport à des
profils théoriques
TT Mesure de l’inclinaison
TT Mesure de l’usure horizontale, verticale, à 45°, etc.
En complément aux technologies citées
précédemment et intégralement maîtrisées par
MATISA, des systèmes d’auscultation de paramètres
supplémentaires de l’infrastructure ferroviaire
peuvent être intégrés sur les véhicules d’auscultation
MATISA. Il s’agit notamment de systèmes dédiés aux
aspects suivants:
TT Auscultation de l’infrastructure liée au fil caténaire
TT Position du fil caténaire
TT Usure du fil caténaire
TT Position des mâts, pôles et autres composants
TT Auscultation vidéo de l’armement
TT Présence, état et type d’attache
TT Surface des traverses (détection de fissures)
TT Surface des rails
TT Auscultation du gabarit par scanner LASER
TT Contrôle du gabarit de circulation
TT Position de la voie adjacente
TT Profilométrie du ballast
TT Auscultation des quais
TT Auscultation des joints de dilatation
TT Auscultation des accélérations de boîte d’essieux
TT Etc.
pour des vitesses allant jusqu’à 80 km/h.
En fonction des besoins, différentes sondes sont
installées de manière très modulaire, chacune avec
son traitement de données particulier permettant la
reconnaissance en temps réel d’échos ultrasoniques
spécifiques à certains défauts dans les rails, en accord
avec les fiches UIC et les normes européennes. De
plus, la technologie MATISA est munie d’un système
expert qui associe les informations en provenance des
différents canaux d’auscultation et des échantillons
successifs de manière à déterminer en temps réel la
présence et les caractéristiques de défauts internes.
Ainsi, les systèmes de détection des défauts internes
des rails MATISA répondent aux exigences les plus
sévères et sont à la fois simples d’utilisation et
fiables.
Le profil longitudinal du rail est déterminé, en
fonction des longueurs d’onde d’intérêt, sur la
base d’un capteur optique MATISA ou d’un groupe
de capteurs LASER ponctuels utilisant le principe
de mesure à 3 points. Différentes fonctionnalités
d’auscultation peuvent être implémentées,
notamment sur la base d’algorithmes respectant EN
13231-3 tels que :
TT Calculs des valeurs crête à crête par section de
voie et par domaine de longueur d’onde
TT Dénombrement de valeurs isolées hors tolérance
par section de voie
1514 MATISA Matériel Industriel S.A.
Désignation M 10 R M 10 E M 10 O/S/US M 100 R M 100 O/S/US M 1000
Trains de roulement 2 essieux 2 essieux 2 essieux 2 bogies MATISA 2 bogies MATISA 2 bogies «passager»
Essieux entraînés 0 •=1x=2
•=1x=2 0 •=2
x=3/4•=2
x=3/4
Type d’entraînement − Hydrostatique Hydrostatique Hydrostatique Hydrostatique Hydrodynamique
Vitesse max. 80 km/h 80 km/h 80 km/h 100 km/h 100 km/h 120 km/h
Gabarit W6 – UIC 505 W6 – UIC 505 W6 – UIC 505 W6 – UIC 505 W6 – UIC 505 UIC 505
Longueur ~12’000 mm ~12’000 mm ~12’000 mm 16’000-19’500 mm 16’000-19’500 mm 16’000-26’000 mm
Ecartement 914-1’668 mm 914-1’668 mm 914-1’668 mm 1’000-1’668 mm 1’000-1’668 mm 1’000-1’668 mm
Poids ~12 t ~20 t ~25 t ~50 t ~60 t ≥65 t
Empattement 6,55 m 6,55 m 6,55 m 10-12 m 10-12 m 10-20 m
Empattement (bogie) − − − 1,8 m 1,8 m ≥1,8 m
Diamètre de roue 840 mm 840 mm 840 mm 920 mm 920 mm 920 mm
Rayon de courbure min. en circulation 60 m 60 m 60 m 80-90 m 80-90 m 80-150 m
Résistance au tamponnement 1’200 kN 1’200 kN 1’200 kN 1’200 kN 1’200 kN 1’200 kN
Désignation Géométrie optiqueGéométrie mécanique
Système ultrasonique
Profilométrie transversale
Profilométrie longitudinale
Vitesse max. 300 km/h 160 km/h 80 km/h 300 km/h 180 km/h
Pas d’échantillonnage 250 mm 250 mm ≤ 5 mm 1000 mm Variable
Rayon de courbure min. 80 m 80 m 150 m 80 m 80 m
Précision typique 1σ < 1 mm < 1 mm − 0.1 mm Variable
Technologies
Données techniques Véhicules
Notes :
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/04
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la passion du rail
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