PM Instrumentation
Monitoring de voies ferrées (tassements de plateforme, vibrations)

Cas client

Monitoring de voies ferrées (tassements de plateforme, vibrations)

Application detaillee avec retour d'experience terrain, logique d'instrumentation et configuration materielle associee.

Detail du projet

Contexte et enjeux

Les infrastructures ferroviaires sont soumises à des sollicitations répétées liées au passage des trains, générant des charges dynamiques importantes sur la plateforme et les structures associées. Ces sollicitations peuvent entraîner des tassements progressifs du sol, des déformations de la voie ou des phénomènes vibratoires affectant la stabilité et la performance de l’infrastructure.

Les tassements de plateforme peuvent provoquer des défauts de géométrie de la voie, entraînant une dégradation du confort de roulement, une augmentation des efforts sur les équipements et, dans certains cas, des risques pour la sécurité de l’exploitation. Par ailleurs, les vibrations générées par le trafic peuvent impacter les structures environnantes ou révéler des anomalies dans le comportement de la voie.

Dans ce contexte, la mise en place d’un système de monitoring permet de suivre en continu l’évolution des tassements et des vibrations afin d’anticiper les désordres et d’optimiser les opérations de maintenance.

Présentation

Le monitoring des voies ferrées repose sur l’installation de capteurs permettant de mesurer les déplacements de la plateforme et les vibrations générées par le trafic ferroviaire. Ces capteurs sont positionnés sur des zones stratégiques telles que la voie, le ballast, les ouvrages associés ou les zones sensibles identifiées.

Les instruments utilisés peuvent inclure des capteurs de déplacement ou de tassement pour suivre l’évolution du sol, ainsi que des capteurs de vibration ou accéléromètres permettant de caractériser les sollicitations dynamiques induites par le passage des trains.

Les données collectées sont enregistrées par un système d’acquisition puis transmises vers une plateforme de monitoring permettant leur visualisation et leur analyse. Cette surveillance continue permet d’identifier les évolutions du comportement de la plateforme, de détecter les anomalies et de déclencher des alertes en cas de dépassement de seuils définis.

Le monitoring des voies ferrées constitue ainsi un outil essentiel pour améliorer la sécurité de l’exploitation, optimiser la maintenance des infrastructures et prolonger la durée de vie des équipements.

Architecture

Architecture et principe de fonctionnement

Dans le cadre du monitoring des voies ferrées, une architecture de mesure dédiée permet de surveiller en continu les tassements de plateforme et les sollicitations dynamiques liées au passage des trains.

Cette approche permet d’anticiper les désordres structurels, d’optimiser la maintenance et de garantir la sécurité des circulations ferroviaires.


Suivi des tassements – Instrumentation par inclinomètres

Le suivi des tassements de la plateforme ferroviaire repose sur l’utilisation d’inclinomètres installés de part et d’autre des rails.

Positionnés à intervalles réguliers le long de la voie, ces capteurs permettent de mesurer :

  • les variations d’inclinaison transversale et longitudinale
  • les déséquilibres entre les deux files de rails
  • les évolutions différentielles de tassement

Cette instrumentation permet :

  • une détection précoce des affaissements de plateforme
  • un suivi précis de la géométrie de la voie dans le temps
  • une identification des zones critiques nécessitant une intervention

Les inclinomètres sont connectés à des modules IoT autonomes permettant une remontée automatique des données vers une plateforme centralisée.


Surveillance vibratoire et efforts sur rail

En complément du suivi statique, une instrumentation dynamique basée sur des accéléromètres haute sensibilité permet de caractériser le comportement vibratoire de la voie.

Les capteurs sont installés directement sur les rails ou à proximité immédiate afin de mesurer :

  • les vibrations induites par le passage des trains
  • les niveaux d’accélération et chocs dynamiques
  • les efforts transmis à la structure ferroviaire

Les accéléromètres sont raccordés à un système d’acquisition haute fréquence de type PMI-LOGGER-HF, permettant :

  • une acquisition rapide des signaux dynamiques
  • une analyse temporelle et fréquentielle fine
  • une détection d’événements anormaux (impacts, défauts de rail, irrégularités)

Cette configuration permet :

  • une évaluation des sollicitations dynamiques de la voie
  • une détection des défauts structurels ou géométriques
  • une analyse de la fatigue des composants ferroviaires

Acquisition, transmission et supervision des données

L’ensemble des capteurs est intégré dans une architecture de monitoring connectée permettant une exploitation en temps réel.

Le système assure :

  • l’acquisition continue ou événementielle des données
  • l’enregistrement local sécurisé
  • la transmission automatique vers une plateforme cloud (4G / LTE-M / NB-IoT)

Les données sont centralisées sur la plateforme PMI-CLOUD, offrant :

  • une visualisation en temps réel des inclinaisons et vibrations
  • la mise en place de seuils d’alerte personnalisés
  • l’envoi d’alertes (SMS / Email) en cas de dépassement
  • la génération de rapports automatiques
  • l’export des données et intégration via API

Exploitation des données et maintenance prédictive

L’analyse croisée des données statiques et dynamiques permet une compréhension globale du comportement de la voie ferrée.

Cette approche permet :

  • le suivi de l’évolution des tassements dans le temps
  • la corrélation entre défauts géométriques et sollicitations dynamiques
  • la détection précoce des zones à risque
  • la mise en place d’une maintenance prédictive

Une solution complète pour le monitoring ferroviaire

Cette architecture constitue une solution robuste, évolutive et adaptée aux environnements ferroviaires, combinant mesures statiques et dynamiques.

Elle permet :

  • une amélioration de la sécurité des infrastructures
  • une réduction des coûts de maintenance
  • une optimisation de la disponibilité du réseau ferroviaire

Plateforme de visualisation des données proposée par PM instrumentation :

Configurateur

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