Railways EMC : assessment of infrastructure impact

par Andrea Cozza

Thèse de doctorat en ÉlectroniqueÉlectronique

Sous la direction de Flavio Canavero et de Bernard Démoulin.

Soutenue en 2005

à Lille 1 en cotutelle avec Politecnico di Torino .

  • Titre traduit

    CEM des lignes ferroviaires électrifiées : évaluation de l'influence de l'infrastructure


  • Résumé

    Depuis une trentaine d'années, les dispositifs électroniques ont progressivement conquis les transports ferroviaires. En se substituant aux composants électromécaniques, ils sont devenus plus, performants et plus économiques. Toutefois, le prix de cette "révolution" technologique des composants est Ia nécessité d'assurer leur fonctionnement correct et fiable dans un environnement électromagnétique très pollué, mais aussi de réduire leurs propres émissions. Ces problèmes sont abordés par des comités internationaux de normalisation définissant pour la Compatibilité Électromagnétique (CEM) des procédures de test auxquelles les producteurs industriels doivent se conformer. Pour l'Union Européenne, la référence pour le secteur ferroviaire est la norme CENELEC EN 50121. Elle s'adresse aux structures d'alimentation, au matériel roulant et aux circuits de signalisation. Son entrée en vigueur le 1er Janvier 1996 a donc obligé les industries à prouver la conformité de leurs produits face à ces normes CEM. Des difficultés pratiques évidentes s'opposant à l'usage de mesures en chambre anechoïque, comme on le fait classiquement pour les automobiles, les trains sont testés sur des sites ferroviaires réels mis à disposition par l'exploitant (SNCF, FS, etc. ). Dans ce contexte, les essais CEM montrent des résultats très dépendants de la configuration du site, ce qui semble alors en pleine contradiction avec les critères de reproductibilité exigés par la norme. Notre thèse a donc pour but d'estimer l'importance de l'infrastructure ferroviaire dans les tests d'émissions rayonnées, en effet, l'ignorance de ce critère peut alors amener des erreurs d'interprétation des données expérimentales.


  • Résumé

    La simulation électromagnétique d'un système ferroviaire a donc été proposée en combinant les phénomènes de propagation et de rayonnement engendrés par la caténaire sous l'hypothèse de l'approximation quasi-TEM. La conductivité finie du sol est prise en compte par une formulation analytique perfectionnée évitant ainsi les limites naturellement imposées par le modèle de Carson. Par ailleurs, les diverses discontinuités géométriques des lignes ont été investiguées par l'usage d'éléments localisés validés par simulation numérique. Le modèle a été soumis aux preuves expérimentales lors de campagnes de mesure intensives pratiquées sur site réel et concordant correctement avec les résultats simulés. Ce modèle a également été utilisé pour indiquer que certains critères reconnus dans la norme EN 50121 et censés compenser la dépendance physique du site ne sont pas corrects, ce qui laisse le problème irrésolu. Pour cette raison, de nombreuses simulations numériques tenant compte de l'impact de l'infrastructure ont été réalisées afin de les comparer aux résultats produits par la configuration idéale envisagée dans la norme. Cette confrontation a permis de déterminer une procédure identifiant finement la contribution de l'infrastructure et limitant ainsi certaines erreurs d'interprétation des résultats. Dans la plupart des cas, la description précise des sites s'averrant rarement possible, l'extraction de leurs paramètres physiques les plus pertinents est proposée par une procédure de modélisation inverse pratiquées sur la base de données expérimentales. Pour conclure, la faisabilité de ce procédé sera prouvée à partir d'expériences numériques.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-162 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 145-149

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  • Bibliothèque : Lilliad Learning Center Innovation (Villeneuve d'Ascq, Nord).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2005-59
  • Bibliothèque : Lilliad Learning Center Innovation (Villeneuve d'Ascq, Nord).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2005-60
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