Pantographe instrumenté de capteurs à réseaux de Bragg fibrés pour la surveillance de l’interface avec le fil de contact - CEA - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives Access content directly
Conference Papers Year : 2007

Pantographe instrumenté de capteurs à réseaux de Bragg fibrés pour la surveillance de l’interface avec le fil de contact

Abstract

La prise en compte de la saturation progressive de l’infrastructure européenne des transports est devenue, au fil des ans, une des priorités des Programmes Cadres de R&D européens. Ainsi, lors du 5ième PCRD, le projet SMITS (Smart Monitoring In Train Systems) a eu pour objectif d’adresser la problématique des perturbations du trafic ferroviaire causées par les chutes de pantographe du fait de leur usure excessive, entrainant de ce fait l’arrêt du train, par la mise en place d’un outil de contrôle des paramètres d’interface avec la ligne de contact (force de contact, température) afin de pouvoir, in fine, mettre en place une maintenance préventive. Dans le cadre de ce consortium( ) dont l’objectif était la mesure à haute cadence afin de satisfaire les besoins de la très grande vitesse (320 km/h sur les lignes TGV actuelles), le CEA LIST a développé un système de mesure innovant multivoies pour Capteurs à Fibres Optiques (CFO) à réseaux de Bragg, fondé en particulier sur une source laser accordable de type laser en anneau, permettant simultanément l’acquisition des longueurs d’onde de Bragg des transducteurs positionnés dans les bandes de contact d’un pantographe, et leur transformation, en temps réel sur sorties analogiques, en des grandeurs physiquement significatives pour les besoins des essais de qualification. Contrairement aux technologies traditionnelles reposant sur l’utilisation des jauges électriques de déformations positionnées aux points d’appui de la tête de pantographe et dont le principe de mesure repose sur un équilibre de forces et de moments, le choix du consortium, tirant parti de l’isolation galvanique intrinsèque des fibres optiques, s’est porté sur l’équipement de jauges à réseaux de Bragg des bandes de contact portées au potentiel de la ligne de contact (jusqu’à 25 kV), les transformant chacune en des capteurs de mesure en flexion 3 points “au plus près” du point de contact. La chaîne de mesure complète a ainsi été testée pendant 1 semaine, sur plus de 5000 km, entre Paris et Vendôme courant mars 2005 à bord d’un TGV Duplex spécialement affrété pour l’occasion. Ont ainsi pu être mesurés, à une cadence de 500 Hz et sur 16 points de mesure simultanés, les efforts de contact verticaux, la position du fil de contact, les températures et leurs gradients régnant au sein des bandes de contact. L’intérêt d’une telle cadence de mesure provient de fait qu’à 300 km/h, un TGV parcourt chaque 500e de seconde un peu moins de 20 cm ; en cas de détection d’un défaut sur la ligne, le couplage avec un GPS permet de localiser le secteur correspondant. La résolution spectrale du système, meilleure que le picomètre, a permis d’évaluer les variations de la force de contact à quelques newtons près. La présentation s’attachera à rappeler les concepts de l’instrumentation mis en œuvre, mais également de relater les essais à grande vitesse, tout en replaçant la démarche en perspective avec les besoins des utilisateurs finaux de ce secteur.
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Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

cea-04102452 , version 1 (22-05-2023)

Identifiers

  • HAL Id : cea-04102452 , version 1

Cite

Laurent Maurin, Guillaume Laffont, Nicolas Roussel, Jonathan Boussoir, Stéphane Rougeault, et al.. Pantographe instrumenté de capteurs à réseaux de Bragg fibrés pour la surveillance de l’interface avec le fil de contact : Du concept de l’instrumentation aux essais TGV. Colloque 2007 du Club “Contrôles et Mesures Optiques pour l’Industrie”, Société Française d’Optique, Nov 2007, Arcachon, France. ⟨cea-04102452⟩
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