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Une caisse de train multi-matériau 25 % plus légère

Jean-François Preveraud
Une caisse de train multi-matériau 25 % plus légère

Une caisse 25 % plus légère

© DR

Le Pôle de compétitivité i-Trans vient de dévoiler les résultats de son projet Ultimat lancé en 2007 visant à réduire la masse des véhicules ferroviaires en utilisant des matériaux allégés et des composites.

Afin de gagner en efficacité énergétique les constructeurs de matériels ferroviaires essaient de réduire la masse de leurs véhicules, avec un objectif de réduction de l’ordre de 20 %, en utilisant des matériaux innovants allégés, notamment composites.

Pour autant, ces constructeurs ne disposant pas des connaissances et technologies nécessaires au développement d’une caisse de train en matériaux allégés, ils ont fait appel au pôle de compétitivité I-Trans, spécialisé dans les transports durables et la logistique, pour les aider. C’est ainsi qu’a été initié en 2007 un projet collaboratif de 11 millions d’euros, Ultimat (Utilisation innovante des nouveaux matériaux). On y retrouve sept partenaires autour d’Alstom Transport : Cybernetix (ex AETech) ; StratiForme Industries ; EADS Composites Aquitaine et ArcelorMittal côté entreprises ; associées aux laboratoires de l’Ecole des mines de Douai (TPCIM) à travers Armines ; de l’Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (LAMIH) et de l’Université technologique de Compiègne (Roberval).

Mais alors que les nouveaux matériaux allégés sont déjà largement utilisés dans les autres industries du transport, le ferroviaire est traditionnellement tourné vers des matériaux éprouvés issus de la métallurgie. Ultimat avait donc pour objectif de tester sous les contraintes opérationnelles du ferroviaire, l’utilisation de composites, mousses métalliques, sandwich acier/polymères et autres nouveaux aciers à haute limite élastique.

Réduire la masse et le nombre de pièces

Le comportement de ceux-ci, la validation et fabrication de certaines pièces (éléments structurels, aménagements intérieurs avec intégration de fonctions…) et des essais mécaniques (traction, flexion, cisaillement, compression) en statique et en fatigue, des essais feu, fumée, de vieillissement et de résistance à l’impact ont permis d’évaluer les performances de ces matériaux par rapport à l’existant. Enfin, pour valider en grandeur nature les solutions technologiques envisagées, les partenaires ont réalisé un prototype, sur la base d’une caisse pour métro de la gamme Metropolis d’Alstom Transport.

Au final, le projet Ultimat a permis de démontrer la faisabilité d’une caisse pour véhicules ferroviaires, répondant aux exigences normatives et aux contraintes ferroviaires, tout en permettant une réduction de masse de près de 25 % et en diminuant le nombre de pièces constitutives par l’intégration de fonctions.

Il reste maintenant à convaincre les opérateurs de l’intérêt technologique, social et économique de faire entrer les matériaux allégés et les composites dans la structure des trains.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.i-trans.org

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