Histoire de bogie et d'aiguillage

[Damien D.]

Une petite remarque pour clouer le bec a ceux qui disent qu'un Aérotrain ne peut pas négocier de virage...
Le concept de bogie est aussi applicable dans le cas de coussins d'air. En fait sur un Aérotrain, deux paires de coussins (sustentation+guidage) au même endroit du vehicule forme l'équivalent d'un essieu en ferroviaire classique. Evidement, une caisse de 25m de long avec 8 essieux fixes ne peut pas prendre de virage sérré, c'était le même problème au début du ferroviaire. Mais rien n'empèche de faire un bogie avec des coussins d'air... Par cntre il n'y aurait pas assez de surface de sustentation, il faudrait des bogies intermédiaires au milieu de la caisse, des bogies capable de déplacement transversal. Qu'a cela ne tienne... ca a déja été fait, surtout au US.
Je ferait remarquer aussi que le JR-MagLev Japonais (détenteur du reccord de vitesse) est équipé de bogies. Les blocs de sustentation/propulsion sont indépendants de la caisse, mais surtout pour des raisons de maintenance j'imagine (vu que la ligne de test est absolument droite). Il doit etre plus facile de démonter ces systemes ultrasophistiqués a base d'aimant supraconducteurs hors de la caisse pour les avoir seul en atelier que de bosser sur le train entier.

Au fait, une petite remarque pour un autre sujet qui fache: les aiguillages.
Contrairement a la pluspart des monorails qui chevauchent leur rail (ALWEG, Transrapid...) qui nécéssitent un déplacement longitudinal d'une longueure superieure a la largeure de la voie (vu que le véhicule dépasse de sa voie), le rail en T inversé et l'Aérotrain qui va avec ne nécéssite qu'un déplacement de rail de guidage égal a une demi-largeur de véhicule, puisqu'a l'endroit de la jonction des deux voies, une partie de la surface horizontale de sustentation est commune.

De plus, il est possible d'imaginer un fonctionement comme le rail escamotable de Chevilly, plustot qu'un rail 'qui se tord'. Surtout que un bout de rail (la section dévié, par exemple) ferait contrepoid a l'autre bou (la section droite), il n'y aurait pas besoin de machinerie suplémentaire. Ca permettrait des changements d'orientation "d'aiguille" tres rapide (un défaut souvent reprochés au aiguillages de monorails).

[Phil]

Mais c'est pas con du tout ça...!!!
En ce qui concerne une future possible utlisation de l'Aérotrain en France, un projet utile pourrait bien voir le jour:
Tout le monde sait que la région parisienne est saturée. Il parrait inenvisageable d'intégrer une formule Aérotrain à tout ce maillage existant... et pourtant!
A ce jour, l'ensemble des Franciliens petite, moyenne et grande courone travaillant en périphérie de Paris, converge vers Paris pour prendre une correspondance et ressortir de Paris pour rejoindre leur lieu de travail. Le transport transversal en IDF est quasi inexistant.
Nous avons là ce qui s'appelle une compression des flux sur Paris. Il faut donc réflechir à l'envers pour détendre les flux soit s'éloigner de Paris...!!
Immaginons une double ligne d'Aérotrains en anneaux autour de la grande couronne (en correspondance avec les terminus des lignes RER par ex) Plusieurs avantages.
1) Lignes annulaires sens horaire et ainti-horaire(pas ou peu d'aiguillages)
2) Pas de nuisance urbaine. L'ensemble des zones "survolées" sont rurales
3) Système d'exploitation fluide et régulier
4) Transversabilité et commutation totale des voyageurs en région Parisienne
5) Gain de temps non négligeable pour les utilisateurs.
6) Dé-saturation des convergences flux intra-muros et remplissage des extrémités de lignes RER (meilleure exploitation, suppression des no-mans-land et ammélioration générale des conditions sécuritaires de l'exploitation des ligne RATP SNCF)
7) Comme l'idée vient de moi, je me reserve le poste de chef de projet.

Je parle de tout ça pour dire que le maillage et le aiguillages sont un faux problème exploité par nos détracteurs. A chacun son domaine de vol... le cahier des charges doit s'écrire en fonction.
Il y a une complémentarité des systèmes. La situation est politique...... c'est tout.
D'ailleurs on nous pollue bien nos campagnes avec des KM de lignes THT ou d'éoliennes géantes ridicules dont absolument personne ne connait (ou ne veut connaitre ) le coût de production et d'exploitation en équivalent pétrole . La surprise est de taille si l'on fait le calcul et, sauf a surfacturer le pauvre utilisateur final (qui l'accepte sans trop se poser de question pour la bonne cause) l'ammortissement de tels matériels est à l'echelle du siècle. (et encore, si cela fonctionne sans encombre durant la période)

[Damien D.]

Mais c'est pas con du tout ça...!!!

Je sais, mais ça fait 6 mois que j'y pense, faut le temps que ça mature =)


En tout cas je suis tout a fait d'accord avec le reste (éoliennes comprise =) ).
Je ferait remarquer que ce système annulaire existait: c'était la petite et grande ceinture ferroviaire. La petite est désaffectée (contre tout bon sens) et la seconde est morcelée et intégrée dans les réseaux SNCF, mais il n'y a plus de circulation circulaire... et puis la zone Parisienne a poussée autour, de toute façon.
Le problème, c'est que Paris est un peu le nombril du monde en France, et comme Rome, tout les chemins y mènent, mais aucun ne vas d'un point du territoire a un autre. Autoroutes, LGV ou route Nationales, tout part de Paris en général.
C'est donc une excellente idée en tout point, surtout pour les liaisons de terminus RER. Il faut dire qu'en gros, le RER marche vers Paris le matin, et dans le sens contraire le soir... alors qu'avec des liaisons transversales, les lignes pourrait être utilisées dans les deux sens par des usagers de la ceinture extérieure. Et puis le terminus du RER D, c'est Creil, et j'adorerai avoir une gare d'Aérotrain a 10km de chez moi ^^ (au fait, il y a plein de place pour cela a l'ancienne gare fret de Creil, qui n'est largement plus utilisée).

Au vu des mécontentements massif d'utilisateurs de la SNCF / RATP sur la zone IDF, c'est une idée a faire circuler... Il y aurait tout un tas de gens qui approuverait. En plus, la situation d'engorgement des transports est inextricable pour les pouvoirs politiques car ils ne tablent que sur les tracés existants centralisés (qui ne peuvent pas trop être améliorés, comme tu le dit si bien ici : "Il parrait inenvisageable d'intégrer une formule Aérotrain à tout ce maillage existant...")
A mon avis, une bonne pétition aiderait plus qu'un projet techniquement bien ficelé comme Jean Bertin a pu en fournir au gouvernements de l'époque... ce qui fait marcher la France, c'est pas des raisonnements intelligents, c'est le mécontentement! =)

7) Comme l'idée vient de moi, je me reserve le poste de chef de projet.

Ha bah c'est fini dans 2 ans tout ça alors, j'imagine? =)

(Pour les éoliennes, c'est une histoire de subventions assez sombre qui ressemble beaucoup a des pots-de-vin, mais la n'est pas le sujet :s )

[DJromT]

Damien,
Je pense avoir compris ton idee. Je pense que l'idee de bogies qui peuvent seulement faire de la translation suffit.
Voila a quoi ca ressemble dans ma tete:

(encore un schema sous paint signe DJromT !!)

Vue du dessous:

[Damien D.]

Mmh, ca pose un problème : la caisse n'a dans cette configuration aucun point fixe pour rester dans l'axe de la voie

[Phil]

La solution est toute simple.
C'est parceque vous avez oublié de vérouiller l'axial au moyen de deux boggies fixes (boggies d'extrémités).
Idem pour les boggies de train. il pivotent bien mais sur un axe verrouillé dans l'axial voiture.
Ceci étant dit, je pense que c'est un peu compliqué comme solution. Il suffit (à mon humble avis ) de prévoir des tolérances machine et voie compatibles. Pour les virages très serrés (à faible vitesse, maintenance, parking etc...) 4 roues electrique omnidirectionnelles feront très bien l'affaire. Sauf dans le cas d'un train articulé mais... bon... on en est pas encore là.

[DJromT]

Alala... les vieux de la vieille ne sont decidemment pas du meme monde. Regardons comment mon schema precedent est viable. Je tiens a dire que dans le cas d'un modele reduit, ou avec des solutions purement "mecaniques", ce n'est pas viable.

Les bogies peuvent avoir un mouvement de translation dans le sens de la largeur du chassis de l'aerotrain. Effectivement, si tous les bogies sont mobiles, l'aerotrain a toutes les chances d'avancer legerement "en travers" sur une ligne droite. Comment parer a ce probleme, en ligne droite, en virage, a haute et basse vitesse?

Il suffit de maitriser le mouvement des bogies a l'aide d'un systeme de verins de precision ou de servo-moteurs, pour maintenir les bogies dans la "bonne configuration". Cela evite que les bogies se mettent en place de facon "passive" autour du rail, et que tout parte en sucette, que la caisse de l'aerotrain ne soit pas en position "centrale" sur le rail.
Problematique entrainee: comment definir la bonne "position" des bogies, (dont l'execution sera pilote par le point precedent) ? Un systeme d'electronique embarquee tres simple peut calculer en temps reel l'angle de courbure du virage (ou detecter une ligne droite) du rail, a l'aide d'un systeme d'optoelectonique (une mesure laser, voire ultrasons) a l'avant de l'aerotrain. Pas besoin d'un systeme complique. L'aerotrain est prevu pour avancer, donc il est tres facile d'echantillonner le releve de donnees a l'aide d'un seul systeme de mesure (echantillonnage a frequence constante, on calcule le delta entre les donnees de chaque releve, on met ca en correlation avec la vitesse de l'aerotrain et les precedent 20m d'echantillons, tadaaa on peut calculer exactement les positions des bogies !).

Avec ce systeme, quelque soit la vitesse de l'aerotrain et les perturbations meteo (vent de travers), nous aurions un systeme qui positionne de facon active et maintenue de facon fixe les bogies de mon schema precedent. D'un point de vue technologique, industriel, securite, c'est du domaine du possible. On tombe d'ailleurs encore dans des systemes utilises dans l'aeronautique (systemes enbarques temps reels, servo-moteurs, hydraulique de precision...).

Au final, pour quitter le point de vue purement technique, nous aurions un aerotrain dont la "fente" pour le rail de guidage epouse constamment la forme du rail. Prennons l'I80, sa fente fait de lui un train prevu pour les lignes droites (avec quelques tolerances). Bertin aurait tres bien pu faire un aerotrain avec une fente courbee, et faire un Aerotrain pour tourner en rond, sur une voie en forme de cercle. Ici, nous aurions un aerotrain don la fente s'adapte, et reste maintenue fermement, mais s'adapte en temps reel.

convaincus, Damien et Phil ?

[Damien D.]

Ben, non, pour moi c'est taper sur une mouche avec un marteau tout de même!
Une simple solution mécanique d'axe bien graissé donne exactement le même résultat =)

Le principe "traditionel" en ligne droite :


En courbe :


Ou une configuration de voie tarabiscotée :


Par contre le fait que les bogies soient "actif" n'est pas une mauvaise idée, vu qu'en ligne droite, une configuration totalement rigide a plus que fait ses preuves.
Les differents ensembles pourraient etre vérouillés en position totalement droite en vitesse de croisière, sur les lignes haute vitesse, afin d'éviter tout problème d'oscillation d'un bogie.
Mais pas besoin de servo ou de truc hydrolique compliqué, un simple verrou qui se prendrait dans l'axe de rotation des bogies d'extrémité, ou dans le chariot des bogies translationels intermédiaire, suffirait. Le tout enclenché par le pilote de l'Aérotrain lorsque les conditions l'autorise.

Apres, comme le dit Phil, c'est une histoire de configuration de voies. A priori, du materiel type Aérotrain n'as pas a se soucier d'embranchements compliqués ou de courbes sérrés. Le réseau doit etre fait en fonction des machines l'empruntant.
Mais au cas ou il faille faire un réseau complexe comme l'est le réseau ferroviaire, c'est tout a fait possible avec des moyens éprouvés.

Et puis il y a aussi l'épaisseur des coussins de guidage, qui peuvent etre fait plus épais pour qu'un appareil monocaisse totalement rigide puisse s'inscrire sans problème dans des courbes sérrés, et ce sans aucun moyen suplémentaire.

[SharksArt]

Moi aussi j'y pensais au bogies ces derniers temps... mais je pensais aussi a autre chose car les boggies mobiles, ça fait beaucoup d'elements mecaniques. Ma seconde 'idee' etait de faire un canal central plus large que d'habitude, une caisse avec sustentation fixe, mais des coussins de guidages plus mobiles qui epouserais le rails, un peu comme des tuyeres qui s'orienterais constament. Ce systeme n'est je pense envisageable que pour reduire le rayon a hautes vitesses.

[Damien D.]

Moui, mais le problème d'un "faible" rayon de courbure a haute vitesse, c'est l'inconfort qui en résulte pour les passager.

[pjskyman]

Il suffit de ralentir.
Regarde une autoroute, à 130, on est quasiment droit, les virages sont rares et très doux. S'il y a un virage dû à un difficulté géographique (montage, falaise,...) on descend la limite de vitesse à 110. Pareillement, dès qu'il faut sortir ou rentrer sur l'autoroute, on empreinte des voies à 180° voire davantage sur quelques dizaines de mètres, et la vitesse descend à 50.

[Damien D.]

C'est valable quel que soit le moyen de transport.

Au fait ma disposition de bogie a été récement utilisé (en ferroviaire, donc BBB selon la classification francaise) sur les "Eurotunnel Class 9" de Brush Traction, les locomotives qui tractent les convois de ferroutage dans le tunnel sous la Manche.
Ces locomotives sont assez puissante car pour des raisons de sécurités, elle marchent par deux par train et sont capable a une seule de tracter le convoi (redondance). Il y a donc 6 essieu moteurs pour passer la puissance, mais a chaque terminaux, le train doit faire un demitour tres sérré a 180°, l'arrangement habituel en CC (3 essieu moteur par bogie, 2 bogies), très raide, aurait ruiné les rails. Le bogie intermédiaire est donc capable d'un déplacement transversal.

Note : la notion de "bogie moteur" peut aussi etre appliqué a un Aérotrain, en effet on peu loger un moteur linéaire entre les coussins, ce qui permetterait son guidage parfait vis a vis du rail (absolument nécéssaire pour un bon rendement) et ce a peu de frais. La maintenance serait aussi plus aisée (C.F. JrMagLev plus haut). On pourrait même imaginer un bogie moteur standard (paire de coussins de sustentation-guidage/le moteur linéaire/paire de coussins de sustentation-guidage) qui pourrait etre "hotplug" donc remplacé en atelier rapidement (pour faire la maintenance hors de la machine) et aussi amélioré au fil du temps, sans changer tout le materiel qu'il supporte (l'Aérotrain complet).
On pourrait même y inclure le dispositif de captage de courant. La caisse ne contiendrait plus que les transfo/electronique de puissance et controle moteur et les ventilo d'air.
Ca s'tun bon contept non? On pourrait faire le materiel "roulant" (faute de meilleur mot...) a la demande. "il vous fait 15.000 cv? Pas de problème, on met 5 bogies standards sous une caisse de 20m de long et hop! Signez la".

[DJromT]

Attention Damien, ca va pas te plaire

Je ressors ce topic du dessous de la pile au sujet de "l'aiguillage" du S44 que l'on voit furtivement sur certaines videos. Dans un precedent topic, avant l'histoire de bogies, damien nous a fait un beau schema d'un "aiguillage", expliquant que le rail central ne se "tordai" pas, mais etait fixe sur un axe et fonctionnait comme un "switch" (post plus haut viewtopic.php?f=2&t=116&p=1591&hilit=aiguillage#p1584 et viewtopic.php?f=2&t=55&p=1375&hilit=tord#p1375)

QUE NENNI !!! Damien je suis desole de te decevoir, MAIS LE RAIL CENTRAL DU S44 SE PLIAIT BIEN POUR AIGUILLER D'UNE VOIE A L'AUTRE !!!
La preuve en image:


Ah que ca fait plaisir d'avoir pour une seule et unique fois un truc vraiment important a dire !
Damien, un commentaire ?

[Damien D.]

Il existe quelquepart une vidéo plus en gros plan de ce fameux aiguillage, et il s'agit bel et bien de segements assemblés par des charnières qui se déplacent, et pas d'un rail normal qui subit une torsion. Si si
C'est largement visible sur cette vidéo qu'on ne présente plus, a 1:10. Un segment arrive même en retard par rapport au autres.
Le même principe est visible sur des vidéos du Transrapid, qui utilise le même type d'aiguillages.

Et pour mon schémas, en fait j'expliquait ce qu'il serait peut etre plus judicieux de faire (a savoir réutiliser le concept du rail escamotable de la plateforme de Chevilly) au lieu de ces fameux rails qui se tordent. Le rail escamotable a contrepoid pouvant etre changé de position en quelque secondes, alors que le rail "qui se tord" est beaucoup plus lent. De plus le rail escamotable est hydrolique, alors que les rails "qui se tordents" utilisent des moteurs, vis sans fin, détecteurs de fin de course, etc, etc (mécanique compliqués).

[lega]

Salut Damien,

Désolé, mais on a confirmation dans le livre de Jean Bertin qu'il y avait bien une torsion, et que ça n'était possible que parce que la voie était en alu.
Voir par exemple p48 des annexes du livre JBDI.

Mais, effectivement, il n'y avait qu'un déplacement latéral en certains points de la voie (voir les marques laissées au sol après démontage). Et je pense que c'est le retard d'une des glissières qui fait que la torsion est irrégulière sur la vidéo.

Sinon, 100% d'accord avec tes autres remarques.

A+