Afin de répondre aux besoins de stabilisation des voies imposés par SNCF Réseau depuis 2020, les entreprises ont recours soit à des stabilisatrices ou des bourreuses équipées de groupe stabilisateur. Des engins dont les coûts d’exploitation ne sont pas anodins alors que les besoins vont croissant, notamment sur les voies classiques et les petites lignes de desserte fine du territoire (LDFT).
Fort de ce constat, les équipes d’ETF ont eu l’idée d’une solution capable de fournir des performances identiques à celles des engins de travaux actuels. « Le concept de cette machine est de répondre aux besoins croissants de stabilisation sur les lignes classiques et les petites lignes en réduisant les coûts tout en rendant les circulations à vitesse nominale », indique Romain Blanc, chef de projet chez Novium.
Baptisé MASS (Module Autonome de Stabilisation à masse Suspendue), cet engin rail-route compact apporte, de par sa conception, une réponse en termes d’utilisation, de manutention et de logistique. « Il se transporte de la même manière qu’une pelle rail-route pour intervenir sur des chantiers très facilement. »
Aller à contre-courant
Toutefois, pour concrétiser le concept de cet engin (breveté), ETF a sollicité Novium fin 2020 pour industrialiser ce projet. « Le postulat de base était de développer un engin rail-route qui soit facilement utilisable et transportable par les opérateurs au même titre qu’une pelle », poursuit Romain Blanc. De fait, contrairement aux engins rail-route classiques, cet engin a été conçu autour de son usage ferroviaire et non sur sa mobilité routière. « Nous avons développé le MASS en partant de la problématique ferroviaire puis nous avons ajouté le côté routier… Nous avons fait l’inverse de ce qui se pratique habituellement où ce sont des engins routiers qui reçoivent les équipements rail. »
Menée en étroite collaboration, la phase de pré-étude (2021) a été suivie d’une étude de construction approfondie. Viabilité du projet validée, la phase d’étude à proprement parler a débuté fin 2022. « Dès le début du projet, le fil rouge a été l’approbation de la machine par le service DGII de SNCF Réseau. » Une adhésion indispensable pour que ce nouveau type d’engin dispose d’une validation de performance du travail. « Les consignes étaient claires : ne pas dégrader les performances par rapport aux engins actuels et ne pas « trop en faire » pour ne pas dégrader l’infrastructure. » Conforme aux modélisations numériques théoriques validées par la DGII, c’est en 2023 que le projet MASS est entré dans sa phase de construction au sein de l’atelier de Novium.
Le concept de cette machine est de répondre aux besoins croissants de stabilisation sur les lignes classiques et les petites lignes en réduisant les coûts tout en rendant les circulations à vitesse nominale » Romain Blanc, chef de projet chez Novium.
Un concept innovant
Conçu pour le ferroviaire, le MASS dispose d’une architecture spécifique en intégrant un châssis inférieur vibrant. Une innovation qui permet de stabiliser la voie en utilisant le poids de l’engin sans avoir recours aux vérins hydrauliques habituellement utilisés pour plaquer le groupe de stabilisation au sol. « Comme sur les autres engins, le MASS intègre des balourds qui mettent l’ensemble ferroviaire fixé sous le châssis en vibration. Celles-ci sont transmises à la voie par un système de pinces hydrauliques positionnées entre les essieux ferroviaires qui prennent les rails. » Une conception qui inscrit le MASS et la voie dans un même mouvement vibratoire assurant le compactage du ballast après les opérations de bourrage. À noter que le châssis du MASS est isolé des vibrations grâce à des suspensions Côté motorisation, le MASS est propulsé par un moteur Stage V, une source d’énergie choisie pour sa fiabilité. « Le MASS intègre de nombreuses innovations, c’est pourquoi nous avons opté pour une motorisation connue et reconnue. »
Préserver les infrastructures
Parmi celles-ci, la plus marquante est sans doute la séparation de la fréquence de vibration et de l’effort appliqué sur le rail. Schématiquement, d’ordinaire l’augmentation de la fréquence de rotation des excitatrices induit une montée de l’effort de vibration appliqué au rail. Dans le cas du MASS, l’ingénierie de la machine fait que ces deux paramètres sont pilotés séparément. « Nous sommes capables d’effectuer une montée en régime, donc en fréquence, sans pour autant appliquer d’effort à la voie. »
Une approche différenciante dont l’intérêt est de ne pas utiliser de fréquence (aux alentours des 10 Hz) qui peut raisonner dans les fondations des bâtiments ou celles des ouvrages d’art. « Aujourd’hui il est connu que certains régimes transitoires sont assez nocifs pour les ouvrages d’art dans les phases de démarrage et d’arrêt des machines. De fait nous évitons les basses fréquences. » L’innovation passe également par l’anticipation. C’est ce que font les équipes de Novium et d’ETF en intégrant dès la conception du MASS la nouvelle norme européenne 15746 pour les engins rail-route, ce qui a pour but de faciliter le passage vers les nouveaux référentiels de SNCF Réseau (MT01332, désormais en application depuis quelques mois)
La norme NF EN 15746 définit les prescriptions de sécurité et les spécifications techniques pour les machines rail-route. Elle s'applique à la conception, au montage et à l'utilisation de ces engins.
Cabine ou radio ?
Les opérations de déplacement au sol (5 km/h) du MASS sont pilotées à l’aide d’une radiocommande, tout comme les phases de travail, dont la vitesse est comprise entre 200 et 2000 m/h. Cette radiocommande permet également de réaliser en moins de 5 minutes les phases d’enraillement et de mises hors voie sur le réseau depuis une base arrière, une plateforme ou un passage à niveau. Seul le déplacement jusqu’à la zone de chantier (ou le retour) s’effectue à partir des postes de conduite présents sur la machine (un dans chaque sens d’avance), permettant ainsi de se déplacer jusqu’à 20km/h.
La validation du terrain
Si sur le papier, le MASS apporte une réponse, le terrain est le véritable juge de paix. Ainsi c’est en 2024 que le MASS a été mis en exploitation pour valider ses performances avec la DGII qui a instrumentalisé des portions de chantiers. « Nous avons fait travailler le MASS et un engin classique à quelques mètres d’écart puis nous avons comparé les performances de chacun avant et après l’opération. » Des tests en situation réelle qui ont permis de valider le concept, celui-ci étant jugé comme étant à isopérimètre en termes de qualité de travail. En mettant au point un engin compact et aux performances similaires aux engins de travaux disposant de l’agrément de travail de la SNCF, Novium et ETF ont relevé un défi de taille. « Le MASS a été un beau défi pour ETF comme pour nous. Nous avons vraiment travaillé en étroite collaboration. »
