Pour une évaluation technique, nous recommandons de faire une observation globale ou une combinaison de plusieurs processus d’analyse. Une première base de décision est donnée par les défauts de la géométrie de la voie. Par les campagnes de mesure avec des véhicule de mesure, il est possible d’attirer l’attention sur la nécessité d’un dégarnissage-criblage. Une mauvaise géométrie de la voie dans les plages de longueurs d’onde de 5–6 m indique la présence de zones de vide qui pointent vers un mauvais état du ballast.
Une autre possibilité d’identifier les points critiques est l’analyse fractale. Elle sert de méthode de reconnaissance des formes dans les formes et permet de déterminer la rugosité spécifique des signaux en prenant en compte différentes longueurs d’onde (selon le domaine de fréquence, longues, moyennes ou courtes longueurs d’onde). Les analyses de géométrie de la voie ne peuvent cependant pas déterminer la part de particules fines dans le lit de ballast, ni son humidité, mais seulement sa réaction.
Des analyses fractales ont été réalisées par les ÖBB, chemins de fer autrichiens, sur environ 4 000 km du réseau principal. Il a été possible d’utiliser les signaux de mesure des 14 dernières années en combinaison avec des informations détaillées sur les installations et la maintenance. Afin de valider cette nouvelle méthode, les résultats de l’analyse fractale ont été comparés avec une évaluation au géoradar sur environ 1 000 kilomètres de ligne et de nombreuses fouilles.
L’image montre l’évolution temporelle de l’onde moyenne fractale sur une portion de 400 m en Autriche. Cette valeur atteint ici -34, ce qui est 4 fois plus élevé que le fractal de 90 % du réseau. Une inspection en voie a confirmé les résultats de l’analyse fractale. La casse de ballast était clairement visible à la surface. Le ballast se trouvant sous la traverse était entièrement colmaté et l’historique de la maintenance montrait une géométrie instable de la voie. Peu après le contrôle, le lit de ballast a subi un dégarnissage-criblage et la plupart des traverses ont été remplacées. Aujourd’hui, les ÖBB et les CFF, chemins de fer fédéraux suisses, ont intégré les analyses fractales dans le cadre de la gestion de leurs actifs.
Sources :
Landgraf, M. : Zustandsbeschreibung des Fahrwegs der Eisenbahn – von der Messdatenanalyse zum Anlagenmanagement, 2016 (Dissertation, Technische Universität Graz)
Hansmann, F. : Innovative Messdatenanalyse – ein Beitrag für ein nachhaltiges Anlagenmanagement Gleis, 2015 (Dissertation, Technische Universität Graz)
Il est possible de diagnostiquer la pollution du lit de ballast avec l’aide d’applications à géoradars (GPR). Le degré de pollution du ballast peut être déduit par un signal caractéristique. La propagation des ondes électromagnétiques est fortement dépendante des structures se trouvant dans le sol, qui génèrent la réflexion, la diffusion, l’inflexion et la transmission de l’onde irradiée. L’analyse GPR est fortement influencée par l’eau : ainsi, il est simple de quantifier l’humidité actuelle contenue dans le lit de ballast, d’évaluer la qualité actuelle du drainage et de déduire l’épaisseur des différentes couches à partir de la diminution de leur teneur en eau. Sur la base des analyses GPR, différents degrés de pollution peuvent être calculés sans fouille coûteuses en temps.
L’évaluation directe de l’état du lit de ballast est un critère supplémentaire permettant de déterminer la nécessité du dégarnissage-criblage. Toutefois, cela représente une intervention de grande ampleur. Les visites en voie ou l’évaluation d’enregistrements vidéo effectués par les véhicules de mesure fournissent une cartographie des zones présentant une pollution importante ou des zones de projection de grande surface.
La mesure du degré de pollution et de la teneur en particules fines ne peut actuellement être réalisée de manière fiable qu’au moyen du criblage d’un échantillon. Le prélèvement peut être réalisé manuellement (en tant qu’échantillon en boîte) ou bien de manière mécanisée avec un appareil de
forage. En ce qui concerne la décision de savoir à partir de quel moment le dégarnissage-criblage est nécessaire, aucune valeur-limite universelle n’existe. Selon le pays et les règles de l’administration des chemins de fer ou du gestionnaire d’infrastructure, différentes courbes de granulométrie avec différentes valeurs-limites existent. En fonction des courbes, la granulométrie et la teneur en particules fines diffèrent selon les pays. En Europe, la valeur limite indiquée dans le rapport ERRI D182 (European Rail Research Institute) de 30 % de teneur en particules fines (< 22,4 mm) a fait ses preuves. A partir de cette valeur, un dégarnissage-criblage du lit de ballast ou un renouvellement de la voie doit être effectué.
Ce qui est décisif est de maintenir un bon équilibre entre la portance et la capacité de drainage du lit de ballast.
L’établissement de la nécessité technique est une condition essentielle pour évaluer la rentabilité du dégarnissage-criblage du lit de ballast
