INFLUENCE DES CIRCULATIONS SUR LE COMPORTEMENT DE LA COUCHE INTERMEDIAIRE

Les chapitres précédents ont permis de mettre en lumière le mode de formation de la couche intermédiaire et son fonctionnement mécanique. Cependant, comme nous l’avons vu dans le chapitre II, la vitesse et les charges influencent le dimensionnement des structures d’assise. Bien qu’il soit techniquement simple, lors de travaux de modernisation, de refaire des structures neuves afin de respecter le dimensionnement prescrit dans le référentiel IN 0260 (SNCF, 1996b), ces travaux se révèlent consommateur en termes de matériaux, de temps, mais également coûteux. A ce jour, en amont des travaux de modernisation tels que les travaux de relèvement de vitesse, il n’est pas possible de déterminer le potentiel mécanique résiduel des couches intermédiaires en place. Afin de pallier ce problème, Lamas-Lopez (2016) étudie l’effet de l’augmentation de la vitesse et de la charge sur le comportement dynamique de la couche intermédiaire. Dans ce chapitre, on présentera une partie de ses résultats issus des essais réalisés sur le site de Vierzon, en relation avec le comportement de la couche intermédiaire face à des trafics réels, puis des résultats d’essais de laboratoire permettant de comprendre l’effet de l’amplification des sollicitations (charge ou vitesse) sur le comportement mécanique du matériau. Enfin, dans la dernière partie de ce chapitre, on abordera comment l’évolution du trafic est prise en compte par la SNCF dans les règles de dimensionnement des structures de voie.

La campagne expérimentale in situ

Comme on le rappelait précédemment, le réseau ferré national comporte environ 30 000 km de ligne classique. Cependant, toutes ne permettent pas d’étudier, de manière exhaustive, le comportement de la couche intermédiaire soumise à des sollicitations ferroviaires, telles que la vitesse et la charge à l’essieu. Ainsi, dans le cadre de ses travaux, Lamas-Lopez a procédé à la sélection d’un site idoine permettant d’appréhender l’effet des circulations sur le comportement de la structure ferroviaire. Pour ce faire, les critères suivants ont été définis pour l’identification de ce site témoin : – La charge à l’essieu : tout comme la vitesse, ce paramètre est également important, car il permet de déterminer l’influence de la charge sur le comportement de la structure. Actuellement, la charge à l’essieu maximale du RFN est de 22,5 t/e. Cependant, les trains circulants sur le réseau ont des charges à l’essieu différentes. Par exemple, nous pouvons citer les 13 t/e pour les trains régionaux, 17,5 t/e pour les TGV, 22,5 t/e pour les trains FRET ou les motrices. Avoir une hétérogénéité de convoi permet donc d’appréhender l’effet de la charge sur le comportement de la couche intermédiaire pour des trains circulant à la même vitesse.

Le tronçon sélectionné ne doit pas présenter de défaut de voie et de géométrie. En effet, ces défauts provoquent, au passage des circulations, des efforts dynamiques plus importants qui induiraient des biais dans les mesures. Afin de pallier ce problème, les données de géométrie de la voie ont été analysées, et il a été décidé de ne considérer que les voies récemment renouvelées (moins de 10 ans) pour ne pas subir une dégradation de la voie due à son âge. Le site de Vierzon (Figure V.2) retenu est situé au point kilométrique 187+200 de la ligne Les Aubrais – Montauban. Cette ligne est une double voie électrifiée située dans un déblai de 2,5 m de profondeur ce qui, en plus de critères énoncés précédemment, permet de s’assurer de l’absence de matériaux anthropiques entre la couche intermédiaire et le sol support. L’armement est constitué de traverses bi-bloc B450 PI et d’un rail 60-E1 (60kg/m). Un dispositif de drainage est situé de part et d’autre des voies avec un fil d’eau calé d’environ 1,20 m sous la base de ballast. La caractérisation du site tant d’un point de vue géométrique que géotechnique s’est réalisée en deux phases. La première a consisté en la réalisation d’une campagne de reconnaissance des structures ferroviaire (Lamas-Lopez, 2016) à l’aide de l’outil Panda® endoscope. Cette première étape a permis de déterminer les épaisseurs des matériaux en présence sur chaque des voies, permettant ainsi une implantation précise des capteurs dans la couche intermédiaire, la couche de transition et le sol support. Au total 5 profils, équidistants de 5m, et 6 sondages panda-endoscope ont été réalisés (Figure V.3).