Amélioration de la performance des pistes à Duddeston Junction pour le programme HS2
- 20 mai 2026
Dans le cadre du programme HS2 plus large, d’importants changements d’infrastructure ont été entrepris à Duddeston Junction à Birmingham — le point d’interface où le nouveau chemin de fer à grande vitesse traverse l’infrastructure existante du Network Rail. Pour accueillir le viaduc HS2, une section de la voie réseau conventionnelle a été déplacée et réaménagée, ce qui a entraîné des modifications importantes à la fois sur la ligne de marchandises Down Derby et sur la voie de garage Down Saltley Goods. La configuration révisée a introduit une courbe inversée avec une courbure serrée, avec un rayon minimum de seulement 265 m. Cela augmentait intrinsèquement le risque d’usure des rails, de dommages à la tête des rails et de défauts de surface dans la région. Les lubrificants mécaniques installés précédemment ont également dû être rétablis conformément aux normes de Network Rail après les travaux de rénovation.
Exigence
L.B. Foster a été consulté pour définir une stratégie optimale de gestion des frictions pour l’emplacement.
Compte tenu de la géométrie plus serrée et des exigences opérationnelles de la jonction, il a été convenu que les lubrificateurs mécaniques hérités devaient être remplacés par des systèmes électriques afin d’assurer une plus grande fiabilité, constance et couverture.
Trois lubrificateurs de face de jauge PROTECTOR® IV ont été spécifiés pour fournir une protection de face ciblée sur les sections critiques de la courbe.
Bien que la portée initiale n’incluait pas le traitement Top of Rail, les premières observations post-relocalisation ont mis en lumière des niveaux significatifs d’usure des têtes de rail. En réponse, L.B. Foster a proposé d’enrichir la solution avec un système de gestion des frictions Top of Rail appliquant le modificateur de friction à base d’eau KELTRACK® – une technologie éprouvée pour atténuer l’usure des têtes de rail et contrôler la fatigue par contact roulant (RCF).
Notre solution
En septembre 2024, l’équipe L.B. Foster Field Engineering Services a installé trois lubrificateurs faciaux PROTECTOR® IV d’une capacité de 90 kg aux positions désignées le long de l’alignement remodelé. Ces unités ont permis d’améliorer la cohérence des lubrifiants sur la courbe à rayon serré nouvellement introduite.
Après la remise en service de la voie, une surveillance de routine a permis d’identifier un usure rapide de la tête des rails et des signes de RCF tant sur la ligne de marchandises Down Derby que sur la ligne de garage Down Saltley. En réponse, l’équipe des demandes L.B. Foster a mené une évaluation détaillée sur place. Pour traiter efficacement les nouveaux schémas d’usure, une unité double Top of Rail a été recommandée pour traiter simultanément les deux lignes.
Le système double — appliquant le modificateur de friction à base d’eau KELTRACK® — a été installé au début d’avril 2025. Cet ajout offrait un ensemble global de gestion de la friction, complétant les unités de face de l’écartement et offrant une meilleure protection contre l’usure et la fatigue sur les sections de voie affectées.
Étude de cas AtkinsRéalis
AtkinsRéalis a utilisé VAMPIRE®^ pour modéliser le tracé de la ligne de marchandises Down Derby, notamment en mesurant les profils des rails. Le modèle de voie a ensuite été utilisé avec différents modèles de véhicules, représentatifs du trafic actuel, afin de déterminer les profils et les taux d'usure probables. Cela a confirmé que la forte courbure des voies réalignées était à l'origine des taux d'usure élevés et de la fatigue de contact. La modélisation a aussi montré qu'une gestion du frottement en surface permettrait de réduire l'usure des rails.
Figure 1 - Modèle de piste VAMPIRE®
^V VAMPIRE® est un progiciel de simulation de dynamique ferroviaire de pointe, développé et optimisé spécifiquement pour l'industrie ferroviaire, permettant une analyse rentable des performances et de la sécurité des véhicules ferroviaires grâce à une simulation sous licence et développée par AtkinsRéalis.
Figure 2 - Mesure des profils de rails
AtkinsRéalis est retourné sur le site à trois autres reprises pour prendre des mesures du profil ferroviaire. Cela permettait une comparaison directe des taux d’usure avant et après l’installation du système de gestion des frottements sur le dessus du rail. Les résultats des mesures du profil des rails ont montré que la durée de vie prévue des rails avait été multipliée par 4 depuis l’installation du système de gestion des frictions sur le dessus du rail.
Les résultats des mesures d’usure des rails AtkinsRéalis montrent que le système de gestion des frictions sur le dessus des rails de L.B. Foster a multiplié la durée de vie prévue des rails par un facteur 4. Halley Porkess (Halley.Porkess@atkinsrealis.com), ingénieure principale, dynamique, jauge et essais, AtkinsRéalis
Conséquences
La solution améliorée de gestion des frictions a renforcé la résilience des actifs à long terme à Duddeston Junction, offrant :
Protection améliorée contre l’usure des faces de jauge sur des courbes de rayon serré
Atténuation de l’usure de la tête de rail et de la RCF, réduisant la probabilité de remplacement prématuré des rails
Application optimisée et constante grâce à des lubrifiants électriques modernes
Intervention d’entretien réduite comparée aux systèmes mécaniques hérités
Une approche évolutive de gestion des frictions alignée sur les exigences de Network Rail et de l’interface HS2
Les concepteurs de la Central Rail Systems Alliance ont mené une deuxième enquête le 25 août dans le cadre de la finalisation de leur rapport de modélisation VAMPIRE®. Cette enquête a mis en évidence une tendance à la baisse des taux d'usure, notamment au niveau des têtes de rail, ce qui indique que le modificateur de friction installé en avril 2025 contribue à réduire l'usure des rails. Scott Williams, ingénieur de projet principal (voie) / DPE, Réseau ferroviaire
Ce projet démontre l’approche proactive et dirigée par l’ingénierie de L.B. Foster pour soutenir les grands programmes d’infrastructure avec des solutions fiables et innovantes de gestion des frictions.
