Interaction rail-structure dans les ponts ferroviaires

L'interaction rail-structure (IRS) est un enjeu fondamental dans la conception des ponts ferroviaires. Lorsqu'un tablier supporte des rails continus soudés, elle résulte des efforts longitudinaux qui se développent entre les rails et le tablier du pont, du fait d'un couplage mécanique indirect, notamment via le ballast, les systèmes de fixation de la voie, et les appuis du tablier.

Trois sources principales d'interaction sont à considérer :

• Efforts de freinage et d'accélération transmis à la structure via les rails (efforts horizontaux transmis longitudinalement).
• Effets thermiques : la dilatation différentielle entre les rails et le tablier induit des efforts si la structure ne peut se dilater librement.
• Déformations différées de la structure (retrait du béton, fluage, fluage sous précontrainte) qui engendrent des déplacements propres au tablier.

Pourquoi l'étude de l'IRS est-elle indispensable ?

• Elle permet d'évaluer les efforts longitudinaux transmis entre la voie et l'ouvrage, sous l'effet de la température, du freinage ou de la traction.
• Elle conditionne le choix et le dimensionnement des appuis, appareils d'appui, traverses et autres équipements de voie.
• Elle est essentielle pour garantir la stabilité des rails, prévenir les risques de flambement et assurer un bon confort de roulement, notamment à grande vitesse.

Modélisation & normes

La norme EN 1991-2 (Eurocode 1 – Actions sur les structures – Partie ferroviaire) fournit un cadre pour le calcul de l'IRS.

Publication issue de la série NEOPEDIA de NEOGENESIS, la veille technique et réglementaire de nos ingénieurs.