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La simulation numérique aide les trains à être plus au courant

Jean-François Preveraud
La simulation numérique aide les trains à être plus au courant

Optimiser le captage du courant entre le pantographe et la caténaire.

© DR

L’ESIEE Amiens utilise un outil de simulation numérique développé par Opal-RT Europe pour étudier et optimiser le captage du courant entre la caténaire et les pantographes des trains à grande vitesse. Une approche numérique qui réduit les coûts et délais d’essai.

L’ESIEE Amiens (Ecole Supérieure d’Ingénieurs en Electrotechnique et Electronique) accompagne les industriels du secteur ferroviaire vers une diminution du nombre de d’incidents liés à des phénomènes physiques (vibration, vitesse, conditions climatiques et environnementales…) qui ont une influence sur l’interaction entre caténaires et pantographes des trains à grande vitesse.

Après étude de différentes alternatives techniques et technologiques permettant de réaliser des tests de performance de caténaires, de pantographes et de transmission d’énergie électrique, dans les conditions proches du réel, l’équipe d’ingénieurs universitaires a opté finalement pour une solution de simulation numérique temps réel, dans le cadre de la 1ère phase de son projet.

Le développement du logiciel de simulation numérique a été confié en avril 2010 à Opal-RT Europe, filiale commune, créée en novembre 2009, d’Opal-RT Technologies (éditeur spécialisé dans les logiciels de simulation temps réel ouverts pour les systèmes mécaniques, électromécaniques ou d'électronique de puissance) et Viveris Technologies (société de conseil et d’ingénierie spécialisée en informatique technologique et électronique.

Aller plus vite au résultat

Avec ce simulateur ultra-rapide d’interaction entre caténaires et pantographes, l’actualisation des résultats est exécutée jusqu’à 100 000 fois par seconde, soit 100 fois plus rapidement qu’avec les simulateurs traditionnels. Ceci accroît, bien entendu, la précision dans la représentation des phénomènes physiques.

Les résultats obtenus sont aussi concluants que ceux obtenus grâce à une maquette physique, mais la simulation s’accompagne d’un allègement des coûts résultant de la fabrication et de l’adaptation des prototypes nécessaires à ce type de tests. Enfin, les ingénieurs raccourcissent les temps d’essai en remplaçant les nombreux ajustements mécaniques liés aux conditions des différentes simulations par un paramétrage informatique rapide.

Depuis octobre 2010, les ingénieurs utilisent ce simulateur numérique temps réel pour étudier :
 

  • différents degrés de complexité de modélisation, selon le nombre de cœurs ;
  • de multiples phénomènes physiques (défaut mécanique, échauffement, usure de la bande de contact…). 


Ces essais numériques permettent aux ingénieurs d’identifier plus rapidement les dysfonctionnements, leurs causes et d’émettre des recommandations appropriées à l’intention des industriels.

Pour la 2ème phase du projet, il est prévu de construire, dès 2013, une plate-forme technologique comprenant trois bancs d’essais pourvus d’une caténaire tournant à 600km/h. Ce projet dénommé ‘‘CADEMCE’’ (CAractérisation Dynamique et Environnementale de Moyens de Captage Electrique) permettra aux exploitants et constructeurs du secteur ferroviaire de tester leur matériel dans les conditions climatiques et environnementales les plus variées.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.esiee-amiens.fr & http://www.opal-rt.com/fr/index

 

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