Rufex : Renforcement et réutilisation des plateformes ferroviaires et des plateformes existantes



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M2 : Spécialité Génie Civil et Environnement
Année 2012-2013
Proposition de projet d’initiation à la recherche

RUFEX : Renforcement et réutilisation des plateformes ferroviaires et des plateformes existantes.

Etude de site et modélisation numérique





Contexte

Aujourd'hui, le réseau ferroviaire exploité en France compte environ 30 000 km de voies anciennes dites « lignes classiques » et 2 000 km de Lignes à Grande Vitesse (LGV). La SNCF et RFF doivent garantir un service efficace et parfaitement sûr de ce réseau tout en faisant face d’une part à une demande croissante en capacité de charge (charge sur essieu et fréquence des trains) et d’autre part à une exigence de maîtrise des coûts de fonctionnement. Suite aux engagements du contrat de performance Etat - RFF (audit de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, 2008-2012), la SNCF et RFF sont amenées à changer de stratégie de renouvellement des voies pour passer d’un taux annuel de 400 à 800 km/an (en 2012). Elles doivent aussi atteindre une réduction de 15% en euros du coût moyen du km de renouvellement des voies sur lignes classiques.


La problématique du projet RUFEX touche principalement la maintenance des fondations de la plateforme ferroviaire. Ses performances mécaniques jouent un rôle fondamental sur la qualité de la voie et induisent lorsqu’elles sont insuffisantes des déformations de la géométrie de la voie réduisant ainsi considérablement la durée de vie de la voie et du ballast en particulier. Une étude récente menée sur un échantillon de voies renouvelées a montré que la fondation de la voie pouvait être à l‘origine de disfonctionnement sur 5% du linéaire renouvelé.
La dégradation de la plateforme forme est le plus souvent liée à des problèmes de drainage ayant un impact sur le comportement hydro mécanique du sol support. Les techniques de renforcement de la plateforme sont bien entendu incompatibles avec le rendement des travaux mécanisés de Renouvellement de Voie et Ballast (RVB). Aussi, ces travaux font l’objet d’une campagne préalable aux travaux de voie. Les techniques de réparation classiques sont très contraignantes puisqu’elles nécessitent de déposer (enlever) provisoirement la voie et ont de ce fait un impact important sur l’exploitation de la ligne.
Les techniques classiques de renforcement de plateforme étant trop onéreuses, d’un très faible rendement et amenant une forte contrainte à l’exploitation du réseau, la SNCF est à la recherche d’un procédé permettant d’améliorer la qualité d’un sol support en respectant la capacité de circulation des lignes du réseau, c'est-à-dire sans nécessiter la dépose de la voie ferrée.
Ainsi dans le cadre du projet RUFEX : Renforcement et réutilisation des plateformes ferroviaires et des plateformes existantes - l’objectif principal pour la SNCF est de définir une méthode de renforcement des plateformes ferroviaires qui précèdera les travaux de Renouvellement Voie Ballast, grâce à la réalisation de colonnes de soil-mixing. Le renforcement d’une voie de service permettra la validation du procédé mis au point, en vue d’une application sur voie principale.
Ce projet est subventionné par le FUI – Fonds unique interministériel dédié et se développe avec la collaboration de 6 partenaires (Solétanche Bachy, LCPC, Terrasol, SNCF, ENPC, INSA Lyon)
Objectif
L’objectif de ce PIR avec une possible suite en stage est de participer à la tache Etude de site et modélisation numérique des colonnes de sol-mixing. Dans le cadre du projet, des colonnes de sol mixing on été réalisées sous une voie férrée ballastée afin d’avéré la faisabilité des colonnes et de tester leur résistance et leur efficacité en tant que renforcement de plateforme. Dans ce but, une série d’investigations géotechniques et géophysiques on été réalisés, des essais de charge et des essais de vibration de voie renforcer avec des colonnes on été faite.

Ainsi le but de ce projet / stage est de :

- faire une révision bibliographique sur le sol-mixing et sur comportement de colonnes de sol-mixing

- faire la synthèse sur les travaux fait sur le site en question

- dans une deuxième phase une modélisation numérique, par la méthode des éléments finis, visera à identifier les spécificités des renforcements par sol-mixing et à analyser l’impact des colonnes sur le comportement de la structure en termes de portance, et de déformabilité et réponse dynamique.
ANNEXE









Figure 1 : Colonne de soil-mixing excavée sur terrain nu et sous voie de service dans le cadre du projet Européen INNOTRACK.

Mots clés : Rotation des contraintes, routes, ferroviaire


Outils/méthodes : Outils et méthodes bibliographiques classiques

Laboratoire / entreprise : SNCF, Innovation et Recherche

Responsable, co-encadrant éventuel :
S. Costa-D’Aguiar

SNCF Innovation et Recherche

40 Avenue des Terroirs de France

75611 Paris



0157236170

sofia.costadaguiar@sncf.fr




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