Thèse soutenue

Adhérence roue/rail en traction : réalité tribologique en condition de démarrage

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Auteur / Autrice : Eric Niccolini
Direction : Yves Berthier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMC - Laboratoire de Mécanique des Contacts (Lyon, INSA)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le développement de systèmes de contrôle d'adhérence en condition de démarrage des locomotives, à partir des courbes "adhérence-glissement" établies en freinage, a montré ses limites du fait de la méconnaissance des phénomènes mis en jeu dans l'adhérence roue/rail. Face à ces limites, nous avons développé une approche phénoménologique capable de matérialiser ces phénomènes, en utilisant le 3ème corps formé dans le contact comme traceur des conditions de contact. En effet, une instrumentation "in vivo" du contact, idéale dans ce cas, est irréalisable du fait des conditions de roulement-glissement sévères. Cette difficulté est contournée par une instrumentation "ex vivo" utilisant les débits, la nature chimique, la texture et le faciès du 3ème corps pour reconstituer les conditions de contact. Cette reconstitution nécessite des essais sur site avec une locomotive instrumentée et en laboratoire avec un dispositif expérimental. Sur site, la création d'adhérence est maximale en présence de 3ème corps s'écoulant dans le contact sans former de débit d'usure. Autrement dit, les caractéristiques de son faciès, telles que la cohésion, l'élancement et la superficie, doivent rester suffisamment élevées, ce qui suppose notamment de limiter l'action de l'air ambiant. Ainsi, les écoulements de 3ème corps montrent que l'emploi de conditions théoriques de collage/glissement pour ce type de contact n'est plus justifié. En laboratoire, l'évolution de l'adhérence en fonction du glissement s'explique par le changement de la rhéologie du 3ème corps suivi au travers de sa nature chimique : écrans, "films solides" et 3ème corps identiques à ceux rencontrés sur site, validant ainsi ces essais. Ainsi, à l'échelle du contact, la vitesse d'avance détermine le comportement rhéologique du 3ème corps qui, sollicité par la vitesse de glissement, impose la valeur de l'adhérence.