L'USP développe un capteur à faible coût pour la sécurité opérationnelle des trains

Le dispositif peut être intégré dans les trains pour estimer les forces et anticiper les pannes de fonctionnement

Des chercheurs de l'École polytechnique (Poli) de l'Université de São Paulo ont développé un capteur économique capable de surveiller avec précision les conditions de fonctionnement des trains de marchandises et de voyageurs. Ce dispositif mesure les accélérations et estime les forces impliquées dans le mouvement des rails. Il peut être installé directement sur les wagons et les locomotives, remplaçant ainsi les systèmes industriels traditionnels, souvent plus coûteux et complexes.

Cette technologie utilise des capteurs micromécaniques, similaires à ceux des téléphones portables et des véhicules, pour enregistrer les accélérations linéaires et angulaires. Les informations sont traitées par un algorithme de dynamique inverse qui estime, à partir des mouvements enregistrés, les forces agissant sur le véhicule. L'objectif est d'évaluer le fonctionnement à l'aide d'un indice de sécurité prenant en compte, par exemple, la relation entre les charges latérales et verticales sur les roues, un facteur déterminant pour la stabilité du train et la prévention des déraillements.

Selon Roberto Spinola, professeur à l'Université Poli et coordinateur du Laboratoire de dynamique et de simulation des véhicules (LDSV), le nouveau système n'effectue pas de mesures directes comme l'essieu instrumenté – un équipement bien établi dans le secteur ferroviaire, qui nécessite l'installation de capteurs sur les roues – mais il fournit des estimations avec une bonne qualité de représentation et un coût nettement inférieur. « Notre système n'effectue pas de mesures directes comme l'essieu, mais il produit des estimations avec une bonne qualité de représentation et présente le grand avantage d'être extrêmement économique », affirme-t-il.

Le capteur peut être installé sur différents trains et fonctionner de manière autonome grâce à une batterie, permettant ainsi une surveillance continue pendant plusieurs jours. Selon Spinola, cette proposition ne vise pas à remplacer les systèmes embarqués existants, tels que l'ABS ferroviaire, mais plutôt à compléter la surveillance par une couche d'informations supplémentaire, notamment dans les trains qui ne disposent pas encore de solutions de contrôle et de diagnostic embarquées.

Outre la sécurité des véhicules, le système permet de surveiller les performances des trains sur de longues distances, contribuant ainsi au diagnostic des défaillances potentielles des voies et à la planification des interventions sur les infrastructures. « Ce système enregistre les performances sur plusieurs kilomètres, ce qui nous permet d'évaluer non seulement le véhicule lui-même, mais aussi l'état des voies et l'état opérationnel », résume le professeur.

La technologie a déjà été testée dans divers contextes opérationnels, notamment sur les trains exploités par la Companhia Paulista de Trens Metropolitanos (CPTM) et Vale. Selon Spinola, des négociations sont en cours avec d'autres opérateurs du secteur intéressés par l'utilisation de cet équipement.

Le capteur développé à l'USP a été breveté et, selon les chercheurs, est prêt pour une utilisation commerciale. Le modèle peut être appliqué aux systèmes ferroviaires de fret, au transport de passagers et même aux métros. L'équipe espère que cette technologie contribuera non seulement à la surveillance des conditions opérationnelles, mais aussi à la réduction des coûts et à l'amélioration de l'efficacité des réseaux ferroviaires.