EP4764070A1

EP4764070A1 - Procédé et train de renouvellement mecanisé du ballast et des traverses d'une voie ferrée de métropolitain

Info

Publication number: EP4764070A1
Application number: EP24222663.7A
Authority: EP
Inventors: Antoine Scheuchzer; Marc MIEVILLE; Martin BÜRGIN
Original assignee: Scheuchzer SA
Current assignee: Scheuchzer SA
Priority date: 2024-12-20
Filing date: 2024-12-20
Publication date: 2026-06-24

Abstract

L'invention concerne un procédé de renouvellement mécanisé du ballast et des traverses d'une voie ferrée de métropolitain avec un train, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes:
-) Démontage des attaches entre des anciennes traverses et les rails de la voie et des installations de sécurité (IS);
-) Evacuation de l'ancien ballast et des détritus présents dans des cases situées entre deux anciennes traverses;
-) Dépose de l'une desdites traverses;
-) Excavation de l'ancien ballast et des détritus jusqu'à une profondeur cible pour former une creuse;
-) Pose d'une nouvelle traverse à la place de la traverse ancienne déposée;
-) Montage des attaches entre les rails de la voie et la nouvelle traverse posée;
-) Pose du nouveau ballast en voie dans la creuse;
-) Répartition du nouveau ballast contre la nouvelle traverse posée;
-) Compactage du ballast sous les zones portantes de la nouvelle traverse posée;
-) Répétition des étapes précédentes en boucle tant que du ballast et des traverses sont à renouveler;
-) Mesure de la géométrie de la voie à restituer et restitution de la voie au trafic.

Description

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne le domaine du renouvellement du ballast et des traverses d'une voie ferrée.
Plus précisément, la présente invention concerne un procédé et un train de renouvellement mécanisé du ballast et des traverses de la voie ferrée d'un métropolitain souterrain, par exemple dans une ville telle que Paris.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Dans les années 1970 a 2000, une machine pour le renouvellement des voies ballastées par remplacement mécanisé du ballast et des traverses commercialisée par la société DROUARD FRERES a été utilisée. Cette machine comprenait notamment six trains de travaux indépendants, soit un train d'énergie, un train de coupe avec une dégarnisseuse et des wagons portant des traverses, quatre trains de ballast et une bourreuse, chacun des six trains étant accouplé à deux locomotives dites "tracteur à marche autonome". Pour ces raisons, ce système était très complexe et exigeait la mise en oeuvre de nombreux moyens techniques. Il a donc a été abandonné.
Actuellement, le renouvellement du ballast et des traverses d'un métropolitain souterrain s'effectue par une main d'oeuvre importante malgré l'emploi de moyens techniques. Les procédés mis en oeuvre aujourd'hui sont donc peu efficaces et entraînent des risques importants de retard.
Comme on le comprend sans peine, le renouvellement du ballast et des traverses d'un métropolitain souterrain fait face à des défis et à des contraintes très importants.
Premièrement, ces travaux s'effectuent dans leur grande majorité dans un environnement souterrain et confiné.
Deuxièmement, ces travaux s'effectuent lorsque le métro est arrêté, à savoir de nuit et pour un temps limité. En effet, il n'est pas possible d'interrompre l'exploitation du métro, par exemple pendant la journée, pour réaliser de tels travaux. Typiquement, la fenêtre temporelle durant laquelle de tels travaux peuvent être exécutés a une durée de 3 heures environ.
Troisièmement, le train utilisé pour les travaux ne peut pas dépasser une certaine longueur prédéterminée, par exemple 120 mètres, afin d'être stationné à proximité de la zone des travaux pendant l'exploitation du métro, d'éviter une perte de temps lors de son acheminement et d'utiliser au mieux le temps disponible pour les travaux effectifs. De plus, il doit être autonome en énergie pendant les travaux, c'est-à-dire qu'il ne doit pas dépendre du réseau électrique du métro (qui est coupé lors des travaux), tandis que pour les phases de circulation, le train utilise l'énergie d'un troisième rail (caténaire) comme le métro.
Quatrièmement, et c'est une contrainte capitale, le procédé et le train doivent pouvoir traiter aussi bien la voie pour un roulement avec des "roues fer" que le roulement avec des "roues à pneus".
Cinquièmement, le réseau métropolitain comprenant trois types de traverses: en béton monobloc, en béton bi-bloc et en bois, le train doit pouvoir traiter, sans modification des outils de travail, ces trois types de traverses.
Finalement, le train doit également respecter certaines contraintes découlant du fait qu'il roule sur la voie du métro: par exemple la charge par essieu et les performances au freinage.
De plus, il est nécessaire de préparer en amont l'ensemble des moyens nécessaires pour réaliser les travaux prévus comme amener le nouveau ballast et les nouvelles traverses, d'enlever l'ancien ballast et les anciennes traverses et déposer le tout sur des moyens de transport. Il faut que lorsque les travaux prévus sont terminés, la voie puisse être exploitée normalement, sous réserve de certaines restrictions comme par exemple une limitation temporaire de la vitesse sur le tronçon concerné, et que le train puisse être préparé pour une prochaine intervention, par exemple sur la zone voisine à celle qui vient d'être renouvelée.

SOMMAIRE DE L'INVENTION

Un but de l'invention est de proposer un nouveau système mécanisé de renouvellement du ballast et des traverses tout en remplissant les conditions énoncées ci-dessus.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et un train grâce auxquels le temps d'occupation de la voie est réduit au minimum.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et un système mécanisé grâce auxquels le rendement des machines est optimisé et les pertes de temps réduites ou supprimées.
Dans la présente invention, on amène sur site un train complet sous forme de convoi unique autonome en énergie lors des travaux et qui transporte tous les moyens techniques nécessaires, y compris le nouveau ballast et les nouvelles traverses, pour effectuer les travaux requis. Le train transporte notamment le nouveau ballast, les nouvelles traverses à poser dans l'ordre de leur pose. Il est capable d'emporter avec lui l'ancien ballast et les anciennes traverses remplacées, et comprend également les différents dispositifs nécessaires pour effectuer les travaux prévus comme décrit plus en détail ci-dessous.
De préférence, le train est introduit dans le réseau entre deux rames de métro en service et est stationné dans une zone de garage à proximité de la zone prédéterminée de travaux sur laquelle il va intervenir. Une fois que le trafic commercial a pris fin aux environs d'une heure du matin, et que la voie est libre pour les travaux, le train entre en action sur la zone prédéterminée pour effectuer le renouvellement du ballast et des traverses. Lorsque les travaux sur la voie sont terminés, le train est évacué du réseau en base arrière afin de le préparer pour le chantier suivant qui, en principe, sera effectué la nuit suivante.
Dans des modes d'exécution, l'invention concerne un procédé de renouvellement mécanisé du ballast et des traverses d'une voie ferrée de métropolitain avec un train, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes:

) Démontage des attaches entre des anciennes traverses et les rails de la voie et des installations de sécurité (IS);
) Evacuation de l'ancien ballast et des détritus présents dans des cases situées entre deux anciennes traverses;
) Dépose de l'une desdites traverses;
) Excavation de l'ancien ballast et des détritus jusqu'à une profondeur cible pour former une creuse;
) Pose d'une nouvelle traverse à la place de la traverse ancienne déposée;
) Montage des attaches entre les rails de la voie et la nouvelle traverse posée;
) Pose du nouveau ballast en voie dans la creuse;
) Répartition du nouveau ballast contre la nouvelle traverse posée;
) Compactage du ballast sous les zones portantes de la nouvelle traverse posée;
) Répétition des étapes précédentes en boucle tant que du ballast et des traverses sont à renouveler;
) Finalement, mesure de la géométrie de la voie à restituer et restitution de la voie au trafic.

Dans des modes d'exécution, le train est sous forme de convoi unique et autonome en énergie lors des travaux de renouvellement, ledit train transportant tous les moyens techniques pour effectuer les travaux prédéterminés.
Dans des modes d'exécution, l'évacuation et l'excavation s'effectuent au moins par aspiration de l'ancien ballast et des détritus.
Dans des modes d'exécution, l'invention concerne un train pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, ledit train comprenant au moins:

) une première locomotive avec des moyens de stockage d'énergie;
) plusieurs wagons silo pour transporter du nouveau ballast ou de l'ancien ballast dans des silos;
) un wagon pour excaver une partie de l'ancien ballast comprenant au moins un aspirateur à ballast;
)une remorque pour excaver une autre partie de l'ancien ballast et déposer les anciennes traverses, ladite remorque comprenant des moyens pour saisir et évacuer les anciennes traverses et des moyens pour aspirer l'autre partie de l'ancien ballast et des moyens pour former une creuse;
) un wagon chenille formant une zone de stockage intermédiaire pour les anciennes traverses déposées et comprenant au moins deux chenilles roulant sur le fond de la creuse;
) une remorque d'assainissement comprenant des moyens de dépose pour déposer des nouvelles traverses, des moyens de ballastage pour déposer une quantité prédéterminée de nouveau ballast dans la creuse et des moyens de compactage pour compacter le nouveau ballast sous la nouvelle traverse déposée;
)des moyens de transport pour transporter le nouveau ballast depuis les silos dans la creuse et pour transporter l'ancien ballast et les détritus aspirés depuis la zone de travail dans les silos;
) une deuxième locomotive comprenant une zone de stockage pour les nouvelles traverses et les anciennes traverses et des moyens de mesure de la géométrie des rails de la voie.

Dans des modes d'exécution, les moyens pour former la creuse comprennent au moins des chaines d'excavation, des bagues rotatives d'aspirateur, une lame de nivellement et un chariot support portant au moins lesdits chaînes.
Dans des modes d'exécution, les moyens de compactage comprennent au moins une charrue mobile montée sur un châssis, ladite charrue portant des plaques vibrantes.
L'invention et ses modes d'exécution est décrite plus en détail ci-après et au moyen des figures comprises dans la présente demande.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les figures 1A à 1D illustre une vue générale d'un mode d'exécution du train selon la présente invention.
Les figures 2 à 9 illustrent un mode d'exécution des éléments formant le train des figures 1A-1D.
Les figures 10 à 38 illustrent un mode d'exécution du procédé selon l'invention au moyen des éléments du train illustrés dans les figures 1 à 9.
Les figures 39 et 40 illustrent de façon plus détaillée un mode d'exécution des outils d'excavation selon la présente invention.
La figure 41 illustre de façon plus détaillée un mode d'exécution des moyens de ballastage selon la présente invention.
La figure 42 illustre de façon plus détaillée un mode d'exécution des moyens de compactage selon la présente invention.
La figure 43 illustre de façon plus détaillée un mode d'exécution des moyens pour poser les nouvelles traverses selon la présente invention.
Les figures 44 à 46 illustrent de façon plus détaillée un mode d'exécution des moyens de stockage des traverses selon la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

Les figures 1A à 1D illustrent une vue générale du train selon l'invention, le sens de travail lors dudit remplacement étant indiqué par une flèche sur le côté gauche de la figure 1A. Ce sens de travail s'applique à toutes les figures de la présente demande. Pour la clarté de représentation, le train selon la présente invention été présenté séparé en plusieurs figures 1A à 1D mais il faut comprendre que le train qu'il est composé de ces figures 1A à 1D mises à la suite 1A-1B-1C-1D.
Selon l'invention, ce train est unitaire, c'est-à-dire qu'il transporte tous les moyens (outils, ballast, traverses) nécessaires pour les travaux prévus dans la zone prédéterminée et il est autonome en énergie, c'est-à-dire qu'il ne dépend pas du réseau électrique sur la zone des travaux lorsque ceux-ci sont effectués.
Ce train comprend premièrement une première locomotive d'extrémité 100 qui comporte notamment une cabine de conduite et des moyens de stockage de l'énergie électrique comme des batteries.
Ensuite, la référence 200 indique une zone du train comprenant des moyens de stockage des matériaux, essentiellement la zone dans laquelle se trouve le nouveau ballast qui est amené sur la zone de travaux et dans laquelle le vieux ballast sera stocké lors de son remplacement.
La référence 300 indique une zone du train comprenant des moyens pour aspirer le ballast qui est renouvelé.
La référence 400 indique une zone du train comprenant des moyens de manipulation pour enlever les traverses qui sont remplacées.
La référence 500 indique une zone du train comprenant des moyens de type "chenilles" pour soutenir le train dans une zone excavée dans laquelle le nouveau ballast et les nouvelles traverses seront posés.
La référence 600 indique une zone du train comprenant des moyens de manipulation pour poser les traverses et compacter le ballast.
La référence 700 indique une deuxième locomotive d'extrémité avec un wagon de conduite du train et de stockage des traverses (nouvelles ou anciennes).
La figure 2 illustre plus en détail une première locomotive 100 avec sa cabine 101, ses moyens de stockage d'énergie 103 et ses bogies 104,105.
La figure 3 illustre un premier wagon silo 201 comprenant une zone de stockage d'énergie 202 (par exemple des batteries), un silo 203 séparé en compartiments (par exemple trois compartiments), un transporteur inférieur 204, un transporteur supérieur 205. Le wagon silo 201 comprend également deux bogies 207, 208. Dans le cadre de la présente invention les transporteurs mentionnés dans la présente description sont par exemple des convoyeurs ou des bandes de transport, ou d'autres moyens équivalents.
La figure 4 illustre un deuxième wagon silo 210 qui comprend un silo 211 séparé en plusieurs compartiments (par exemple en cinq compartiments), deux transporteurs inférieurs 204 et 206, un transporteur supérieur 205 et deux bogies 212, 213.
Comme on le comprend des figures 1A et 1B, selon un mode d'exécution de l'invention, le train comprend quatre wagons silo 210 successifs correspondant au deuxième wagon silo 210 illustrés dans la figure 4.
Selon l'invention, les transporteurs inférieurs 204 et 206 servent à transporter le nouveau ballast NB hors des silos 203, 211 sur la zone de travaux (au moyen d'une succession de transporteurs, comme décrit et illustré dans la présente demande) tandis que le transporteur supérieur 205 sert à amener l'ancien ballast AB retiré de la zone de travaux dans les silos 203, 211 une fois ceux-ci vidés du nouveau ballast NB (également au moyen d'une succession de transporteurs, comme décrit et illustré dans la présente demande). Les transporteurs inférieur 204, 206 et supérieur 205 de chaque wagon silo sont disposés de telle façon que le nouveau ballast transporté passe de wagon en wagon sur les transporteurs inférieurs 204 et 206 et de même les transporteurs supérieur 205 sont eux aussi disposés de telle façon que l'ancien ballast AB passe de wagon en wagon sans que les flux de ballast nouveau et ancien ne soient mélangés. Cette façon de procéder permet de transporter tout le nouveau ballast NB nécessaire dans le train et d'emporter tout l'ancien ballast AB qui est retiré dans le même train.
La figure 5 illustre un wagon 301 dédié au démontage des attaches des rails 1 et à l'excavation de l'ancien ballast AB entre les traverses 10. Ce wagon 301 comprend notamment une zone 302 dans laquelle les attaches sont démontées manuellement, deux aspirateurs à ballast et détritus 303, 304, un premier transporteur 305 pour le nouveau ballast qui arrive du transporteur inférieur 206du wagon silo 210 voisin (voir figure 4), un deuxième transporteur 306 destiné à récupérer l'ancien ballast et les détritus AB aspirés et à les amener sur le transporteur rotatif 311 qui amènera à son tour le l'ancien ballast et les détritus AB sur le transporteur supérieur 205 du wagon silo 210 voisin (voir figure 4). Ce wagon comprend également deux bogies 307, 308.
Le transporteur rotatif 311 est pivotant et permet l'évacuation du ballast et des détritus sur le côté du train par exemple en base arrière lorsque l'on prépare le train pour la prochaine intervention, ou sur un autre train qui serait placé sur l'autre voie à côté de la zone des travaux.
Comme on le constate dans cette figure, dans une zone 309 à l'avant des aspirateurs 303, 304 dans le sens du travail, l'ancien ballast AB est présent entre les traverses 10 et sous les traverses 10 tandis que dans une zone 310 à l'arrière des aspirateurs 303, 304 dans le sens du travail, l'ancien ballast AB a été aspiré entre les traverses 10 mais celles-ci sont encore posées sur de l'ancien ballast AB. Une fois que le wagon 301 est passé, la voie se trouve donc dans l'état référencé 310, à droite de la figure 5. Dans la présente demande, la notion d'ancien ballast AB se comprend comme couvrant le ballast à renouveler et tous les détritus qui pourraient être présents dans ledit ballast et qui seront aspirés avec lui.
La figure 6 illustre une remorque 401 destinée à l'excavation du ballast AB et la dépose des traverses 10. Cette remorque comprend notamment un système de pinces rotatives 402 pour saisir une traverse 10 et la déposer sur un premier transporteur 403 de traverse 10, ledit premier convoyeur 403 déposant chaque traverse 10 retirée sur un deuxième transporteur 404 de traverse 10 pour évacuer les traverses vers une zone de stockage, par exemple dans le wagon chenille 501 (voir figure 7) au travers d'un troisième transporteur 410 de traverses 10. La remorque 401 comprend également des moyens d'excavation avec des chaines de d'excavation 405, deux aspirateurs 406 et une lame de nivellement 407. Ces moyens permettent de former une creuse C dans laquelle tout le ballast AB et les détritus souhaités auront été enlevés et cette creuse C est destinée ensuite à recevoir le nouveau ballast NB et les nouvelles traverses 11. Les aspirateurs 406 sont vidés sur un transporteur 408 (comme schématisé dans les figures 19 à 22 par les flèches verticales) qui va amener le ballast et les détritus dans un silo 211 ou 203 du wagon 201 ou 210 (voir les figures 3 et 4). La remorque 401 comprend également un transporteur de ballast neuf 409 qui récupère le ballast neuf du transporteur 305 du wagon 301 et un bogie 411.
La figure 7 illustre un wagon chenille 501 qui est également destiné à servir de stockage intermédiaire pour les traverses 10 enlevées. Le deux chenilles 502 et 503 sont motorisées et directrices et assurent le guidage du train sur le fond de creuse C. Dans cette zone du chantier, le wagon 501 est soulevé des rails 1 et les essieux 504-507 ne sont pas en contact avec le rail 1. Ce wagon 501 comprend en outre un transporteur de ballast neuf 508 qui récupère le ballast neuf du transporteur 409 de la remorque 401.
La figure 8 illustre une remorque d'assainissement 601 destinée à poser les nouvelles traverses 11 et compacter le nouveau ballast NB. Cette remorque 601 comprend notamment un système de pose avec un chariot 602 des nouvelles traverses 11, avec des pinces tournantes comme les traverses 11 doivent subir une rotation de 90° une fois qu'elles sont placées en dessous de la voie 1, un transporteur 603 de nouvelles traverses 11 depuis un wagon de conduite du train et de stockage des traverses (voir figure 9), des moyens d'alimentation en nouveau ballast NB, ce moyens comprenant notamment un transporteur 604 recevant le nouveau ballast NB du transporteur 508 du wagon chenille 501, le transporteur 604 alimentant un système de ballastage 605 utilisé pour verser la quantité désirée de nouveau ballast NB sur la creuse C. La remorque 601 comprend en outre des moyens de compactage du nouveau ballast NB, les moyens de compactage comprenant une charrue mobile 606 avec des plaques vibrantes de compactage 607. La remorque 601 comprend en outre un essieu 608.
La figure 9 illustre une deuxième locomotive d'extrémité 700 avec un poste de conduite 701, une zone de stockage 703 des nouvelles traverses 11 et des anciennes traverses 10, cette zone de stockage 703 comprenant uniquement de nouvelles traverses 11 en début des travaux et uniquement des anciennes traverses 10 en fin de travaux, les nouvelles traverses 11 étant amenées au fur et à mesure pour leur pose au cours de la réalisation des travaux dans la remorque 601 et les anciennes traverses étant quant à elles amenées au fur et à mesure dans le wagon 501 et ensuite dans la zone de stockage 703 en fonction de la place disponible. Pour faire sortir les nouvelles traverses 11 une à une et dans le bon ordre de même que pour ranger les anciennes traverses 10 dans la zone de stockage 703, on utilise des moyens appropriés comme un portique de transfert et/ou des zones de stockage latérales combinées à un ascenseur central qui permet de décharger les nouvelles traverses 11 dans un ordre prédéterminé. La locomotive 700 comprend également un chariot de mesure 704 et deux bogies 705, 706.
Comme on le comprend de la présente description, la première locomotive 100 qui est en tête de train dans le sens de travail roule sur la voie comportant les anciennes traverses 10 et l'ancien ballast AB (avec des détritus) tandis que la deuxième locomotive 700 qui est en queue de train dans le sens de travail roule sur la voie comportant les nouvelles traverses 11 et le nouveau ballast NB, les travaux de renouvellement des traverses et du ballast ayant été exécutés en continu par les wagons et remorques décrits ci-dessus qui sont placés entre les deux locomotives 100-700 comme illustré dans les figures 1A à 1D.
De façon générale, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes:

1) Démontage des attaches et des Installations de Sécurité (IS);
2) Aspiration de l'ancien ballast et des détritus présents dans des cases situées entre deux anciennes traverses;
3) Dépose de l'une desdites traverses;
4) Excavation de l'ancien ballast et des détritus jusqu'à une profondeur cible pour former une creuse;
5) Pose d'une nouvelle traverse à la place de la traverse ancienne déposée;
6) Montage des attaches entre la voie et la nouvelle traverse;
7) Pose du nouveau ballast en voie dans la creuse;
8) Répartition du nouveau ballast contre la nouvelle traverse posée;
9) Compactage du ballast sous les zones portantes de la nouvelle traverse posée;
10) Mesure de la géométrie de la voie à restituer.

Selon le procédé, au moins les étapes précédentes 1 à 9 sont répétées en boucle et en continu dans la zone des travaux tant que le ballast et les traverses sont à renouveler. De préférence, le nombre de traverses, de même que leurs caractéristiques, et la quantité de ballast à renouveler sont prédéterminés.
Le procédé selon l'invention est décrit ci-dessous plus en détail en référence aux figure 10 à 38 qui illustrent les moyens et étapes mis en oeuvre selon l'invention.
Le procédé comprend d'abord les étapes préalables suivantes:

) on sécurise la zone prédéterminée dans laquelle les travaux vont être exécutés, par exemple par l'ajout d'un éclairage et la coupure de l'électricité dans le réseau du métro au moins dans la zone en cause;
) on amène le train sur ladite zone de travaux, dans laquelle une partie de la voie ne comprend pas de l'ancien ballast AB ni anciennes traverses 10 formant une creuse C, cette partie ayant été préparée précédemment (par exemple la veille, lors des travaux du jour précédent), ladite partie comprenant des étais 21-24 (par exemple quatre étais) pour supporter les rails et des panneaux de coffrage 20,25 à chaque extrémité de la creuse C.

Ensuite on effectue les étapes suivantes pour le retrait des traverses à changer: A0) on démonte les premiers étais 23, 24 et le premier panneau de coffrage 25 dans le sens de travail, voir la figure 10;

A1) on avance le train et on démonte les autres étais 21, 22 et l'autre panneau de coffrage restant 20, voir la figure 11 ;
A2) on pose deux blochets 26 pour supporter la voie, un blochet par file de rail 1, pour remplacer les étais et supporter le train, voir la figure 12;
A3) on avance le train et on démonte manuellement les éléments fixés aux traverses à enlever et aux rails 1 dans la zone 302, voir la figure 13 (les personnages illustrant un démontage manuel);
A4) on aligne un premier aspirateur 303 au-dessus d'une première case 30 d'ancien ballast AB à enlever entre les deux premières traverses 10 à changer et on insère ledit premier aspirateur 303, voir la figure 14;
A5) on aspire l'ancien ballast AB dans une partie de ladite première case 30, voir la figure 15 ;
A6) on déplace le train dans le sens du travail pour amener le premier aspirateur 303 au-dessus d'une deuxième case 31 de ballast à enlever entre deux traverses 10 à changer, ladite deuxième case 31 étant séparée de la première case 30 par une traverse 10, on insère le premier aspirateur 303 dans la deuxième case 31 et on insère en même temps un deuxième aspirateur 304 dans la première case 30, voir la figure 16;
A7) on aspire le ballast AB dans une partie de la deuxième case 31 avec le premier aspirateur 303 et on aspire le ballast AB dans une autre partie de la première case 31 avec le deuxième aspirateur 304, voir la figure 16;
A8) on aspire le ballast AB dans des cases successives 30, 31, 32 séparées par une traverse 10 dans le sens du travail selon les étapes précédentes A4 à A7 appliquées de façon continue, voir la figure 17 illustrant le résultat de cette aspiration entre des traverses 10 successives;
A9) on retire les blochets 26 déposés dans l'étape A2;
A10) on retire les traverses 10 à changer de façon successive dans le sens de travail, voir la figure 18. Dans cette étape, la traverse 10 enlevée et tenue par le système de pinces rotatives 402 se trouve dans un sens perpendiculaire au rail 1: en conséquence cette traverse 10 subit d'abord une rotation de 90° pour être disposée dans un sens parallèle au rail 1, puis elle déplacée vers la droite dans la figure 18 (mouvement illustré par la flèche horizontale) et finalement déplacée vers le haut pour se trouver au-dessus des rails 1 (mouvement illustré par la flèche verticale).

Pendant que le train avance dans le sens de travail, on effectue des travaux d'excavation dans la zone dans laquelle les traverses 10 ont été retirées comme décrit ci-dessus, lesdits travaux comprenant notamment les étapes suivantes:

B1) on insère des outils d'excavation 405-407 à la profondeur de travail dans la creuse C, voir la figure 19;
B2) on pose des blochets 27, un par file de rails 1, pour supporter la voie 1;
B3) on excave par aspiration les détritus et l'ancien ballast AB restant pour former la creuse C, voir la figure 19;
B4) on pose un premier groupe de chenilles 502 dans la creuse C et on soulève le wagon 501 comprenant le premier groupe de chenilles 502, voir la figure 20;
B5) on pose un deuxième groupe de chenilles 503 dans la creuse C et on soulève le wagon 501, voir la figure 21;
B6) le train avance et on retire les blochets 27 déposés à l'étape B2, voir la figure 22.

Pendant que le train avance dans le sens de travail, on effectue des travaux d'assainissement dans la zone dans laquelle la creuse C a été formée, lesdits travaux comprenant notamment les étapes suivantes:

C1) on met en position à la profondeur de travail un système de compactage 602, 606, et de pose des traverses neuves 607, voir la figure 23;
C2) on compacte le ballast NB sous la dernière traverse 11 avant la creuse C et on maintient les rails en position au moyen de positionneurs à rails 609, voir la figure 24;
C3) on amène sous les rails 1 une nouvelle traverse 11 à mettre en place au moyen du transporteur 603 et on la fait tourner de 90°, voir les figures 25 à 28. Dans la figure 15, la flèche parallèle au transporteur 603 illustre l'amenée de la nouvelle traverse 11. Dans la figure 26, la flèche horizontale illustre le déplacement cette traverse 11 dans un chariot 602 où elle sera maintenue par des pinces rotatives 615. Dans la figure 28, la flèche verticale illustre le déplacement de la traverse 11 vers le bas, en dessous des rails 1. La traverse 11 est jusqu'à ce moment toujours positionnée de façon parallèle aux rails 1 comme illustré dans les figures 26 et 27. Dans la figure 28, la flèche "tournante" illustre la rotation de la traverse 11 pour l'amener dans une position perpendiculaire au rails 1.
C4) on amène la traverse 11 à sa position finale contre le nouveau ballast NB déjà présent, on déverse une quantité prédéterminée de nouveau ballast NB dans la creuse C au moyen d'une ballastière 605 et on remonte manuellement au moins les attaches de la traverse 11 aux rails 1, voir la figure 29;
C5) on répartit le nouveau ballast NB sur toute la largeur de la creuse C avec des moyens de compactage 606, 607, 613, voir la figure 30;
C6) on compacte le nouveau ballast NB contre et sous la nouvelle traverse 11 avec les moyens de compactage 606, 607, 613, voir les figures 31 et 32.

Les étapes C1 à C6 mentionnées ci-dessus sont répétées en boucle en faisant avancer le train complet tant que des nouvelles traverses 11 sont placées dans la zone de travail.
En fin de travaux, les outils sont rentrés (voir par exemple les flèches verticales dans les figures 33 à 34) et on prépare la zone pour les travaux suivants qui seront exécutés la nuit suivante par exemple.
Les étapes du procédé mis en oeuvre en fin de travaux sont notamment les suivantes:

E1) on pose les panneaux de coffrage 20, 25, voir la figure 35;
E2) on pose les étais 21-24 sous les rails 1 on détache les positionneurs à rail 609, figure 36;
E3) on mesure la voie avec le chariot de mesure 704, figure 37;
E4) on corrige éventuellement la voie et on la mesure à nouveau, figure 37;
E5) on avance le train pour dégager la zone des travaux et libérer la voie, figure 38.

Ensuite, la voie libérée est remise en service pour le métro tandis que le train est déplacé en base arrière pour sa préparation en vue des travaux qui seront exécutés la nuit suivante, sur la zone voisine à celle qui vient d'être renouvelée.
La préparation en base arrière comprend notamment le remplacement des anciennes traverses 10 par des nouvelles traverses 11 dans la zone de stockage 703, l'évacuation de l'ancien ballast et son remplacement par du nouveau ballast NB dans les silos 203, 211. De la sorte, le train est prêt pour une nouvelle intervention est le procédé décrit ci-dessus recommence la nuit suivante.
Les figures 39 et 40 illustrent de façon plus détaillée un mode d'exécution des outils d'excavation décrits ci-dessus en référence aux figures 6 et 19 à 22. Ces moyens comprennent deux chaînes d'excavation 405, deux aspirateurs 406 avec des bagues rotatives 406' qui vont aspirer l'ancien ballast AB et les détritus amenés par les chaînes 405 devant une lame de nivellement 407 qui forme le fond de la creuses (le flux de matières étant schématisé par les flèches dans la figure 40). Les outils comprennent également le transporteur 408 de détritus et ancien ballast AB, les aspirateurs 406 se vidant sur le transporteur 408 comme décrit en référence aux figures 19 à 22 ci-dessus. La lame de nivellement 407 et les chaînes d'excavation 405 sont par exemple montées sur un chariot support 412 qui roule sur les rails 1.
Les figures 41 et 42 illustrent de façon plus détaillée un mode d'exécution du système de ballastage et des moyens de compactage décrits ci-dessus en référence aux figures 8 et 24 à 32.
Le système de ballastage 605 comprend notamment une ballastière 610 dans laquelle le nouveau ballast NB est versé depuis le transporteur 604, un stock tampon 611 et une goulotte extensible 612 pour verser le nouveau ballast NB à l'endroit choisi. Ensuite, les moyens de compactage entrent en action et ils comprennent la charrue mobile 606 avec des plaques vibrantes 607 qui sont utilisées pour compacter le nouveau ballast NB sous les nouvelles traverses 11. La charrue 606 et les plaques vibrantes 607 sont par exemple montées sur un chariot châssis 613 qui roule sur les rails 1.
La figure 43 illustre de façon plus détaillée un mode d'exécution du système de pose des nouvelles traverses 11 décrit ci-dessus en référence aux figures 8 et 24 à 32. Ce système de pose des nouvelles traverses 11 comprend notamment le chariot 602 qui roule sur les rails 1, un dispositif de pose 614 qui permet de faire tourner les traverses 11 et de les mettre en position afin d'effectuer ensuite le compactage du nouveau ballast NB comme décrit ci-dessus. Le chariot 602 comprend également des pinces 615 pour tenir la traverse 11.
Les figures 44 à 46 illustrent de façon plus détaillée un mode d'exécution des moyens de stockage des traverses décrit ci-dessus en référence aux figures 9 et 37. Le système comprend 75 convoyeurs répartis en trois groupes de 25 convoyeurs comme illustré dans la figure 44 (5 lignes et 5 colonnes dans chaque groupe). Dans un mode d'exécution, on fait appel à un portique 710, voir les figures 8 et 45 qui peut se déplacer dans deux directions comme illustré par les flèches dans la figure 45 (sens Y et Z) pour prendre la nouvelle traverse 11 souhaitée, ou ranger une ancienne traverse 10 dans la zone de stockage 703. Les convoyeurs permettent de déplacer chaque traverse 11, 10 individuellement dans la zone de stockage 703 et de la placer à l'endroit souhaité, soit pour qu'elle puisse être prise par le portique (nouvelle traverse 11) soit pour être rangée (ancienne traverse 10). Tant qu'il n'y a pas suffisamment de place dans cette zone de stockage, les anciennes traverses 10 sont stockées sur le wagon chenille 501, voir les figures 7, 21 et 22.
Des modes d'exécution ont été décrits pour fournir une compréhension globale des principes de la structure, de la fonction, de la fabrication et de l'utilisation des systèmes et procédés décrits dans la présente demande. Plusieurs de ces modes de réalisation sont illustrés dans les dessins annexés et décrits ci-dessus. Les systèmes et procédés spécifiquement décrits dans la présente demande et illustrés dans les dessins annexés sont des modes d'exécution non limitatifs de la portée de la présente invention. Les caractéristiques illustrées ou décrites en relation avec un mode d'exécution peuvent être combinées avec les caractéristiques d'autres modes d'exécution. De telles modifications et variantes sont destinées à être incluses dans la portée de la présente invention. Un certain nombre de problèmes avec les procédés et systèmes conventionnels sont notés ici et les procédés et systèmes décrits ici peuvent résoudre un ou plusieurs de ces problèmes. De plus, alors que cette invention a été décrite conjointement avec un certain nombre de modes d'exécution, les alternatives, modifications, équivalents et variantes qui sont dans l'esprit et la portée de la présente invention sont également couvertes par la présente demande.

Claims

Procédé de renouvellement mécanisé du ballast et des traverses d'une voie ferrée de métropolitain avec un train, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes:
- ) Démontage des attaches entre des anciennes traverses et les rails de la voie et des installations de sécurité (IS);

- ) Evacuation de l'ancien ballast et des détritus présents dans des cases situées entre deux anciennes traverses;

- ) Dépose de l'une desdites traverses;

- ) Excavation de l'ancien ballast et des détritus jusqu'à une profondeur cible pour former une creuse;

- ) Pose d'une nouvelle traverse à la place de la traverse ancienne déposée;

- ) Montage des attaches entre les rails de la voie et la nouvelle traverse posée;

- ) Pose du nouveau ballast en voie dans la creuse;

- ) Répartition du nouveau ballast contre la nouvelle traverse posée;

- ) Compactage du ballast sous les zones portantes de la nouvelle traverse posée;

- ) Répétition des étapes précédentes en boucle tant que du ballast et des traverses sont à renouveler;

- ) Finalement, mesure de la géométrie de la voie à restituer et restitution de la voie au trafic.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel le train est sous forme de convoi unique et autonome en énergie lors des travaux de renouvellement, ledit train transportant tous les moyens techniques pour effectuer les travaux prédéterminés.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'évacuation et l'excavation s'effectuent au moins par aspiration de l'ancien ballast et des détritus.
Train pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication précédente, ledit train comprenant au moins:
- ) une première locomotive (101) avec des moyens de stockage d'énergie (103);

- ) plusieurs wagons silo (201, 210) pour transporter du nouveau ballast (NB) ou de l'ancien ballast (AB) dans des silos (203,211);

- ) un wagon (301) pour excaver une partie de l'ancien ballast (AB) comprenant au moins un aspirateur à ballast (303, 304);

- ) une remorque (401) pour excaver une autre partie de l'ancien ballast (AB) et déposer les anciennes traverses (10), ladite remorque (401) comprenant des moyens (402, 403, 404) pour saisir et évacuer les anciennes traverses (10) et des moyens (406) pour aspirer l'autre partie de l'ancien ballast (AB) et des moyens (405, 407, 412) pour former une creuse (C);

- ) un wagon chenille (501) formant une zone de stockage intermédiaire pour les anciennes traverses déposées (10) et comprenant au moins deux chenilles (502, 503) roulant sur le fond de la creuse (C);

- ) une remorque d'assainissement (601) comprenant des moyens de dépose (602, 603) pour déposer des nouvelles traverses (11), des moyens de ballastage (605) pour déposer une quantité prédéterminée de nouveau ballast (NB) dans la creuse (C) et des moyens de compactage (606, 607) pour compacter le nouveau ballast (NB) sous la nouvelle traverse (11) déposée;

- ) des moyens de transport (204, 205, 305, 306, 311, 408, 409, 508, 604, 605) pour transporter le nouveau ballast (NB) depuis les silos dans la creuse (C) et pour transporter l'ancien ballast et les détritus (AB) aspirés depuis la zone de travail dans les silos (203, 211);

- ) une deuxième locomotive (700) comprenant une zone de stockage (703) pour les nouvelles traverses (11) et les anciennes traverses (10) et des moyens de mesure (704) de la géométrie des rails (1) de la voie.
Train selon la revendication 4, dans lequel les moyens pour former la creuse (C) comprennent au moins des chaines d'excavation (405), des bagues rotatives d'aspirateur (406'), une lame de nivellement (407) et un chariot support (412) portant au moins lesdits chaînes (405).
Train selon la revendication 4 ou 5, dans lequel les moyens de compactage comprennent au moins une charrue mobile (606) montée sur un châssis (613), ladite charrue (606) portant des plaques vibrantes (607).