joint de rail

Un joint de rail est le point de connexion où deux longueurs de rail se rencontrent bout à bout sur une voie ferrée. À ce joint, la pleine charge des roues du train et du rail lui-même doit être transférée en douceur d'une section de rail à la suivante sans créer d'espace, de déflexion ou de concentration de contraintes qui pourrait provoquer un déraillement ou une fracture.

La méthode traditionnelle utilise des éclisses, également appelées plaques angulaires ou barres d'épissure : deux plaques d'acier boulonnées de chaque côté de l'âme du rail, une sous le champignon et une sous le patin. L'espacement des boulons et les dimensions des plaques doivent correspondre au profil du rail ; un rail de 60 kg/m utilise des éclisses différentes d'un rail de 50 kg/m. Chaque joint nécessite généralement quatre boulons par côté, bien que certaines applications lourdes en utilisent six. Les boulons sont serrés à une valeur spécifique pour éviter à la fois le desserrage dû aux vibrations et le serrage excessif qui pourrait endommager les filets ou fissurer le rail.

Joints soudés versus joints boulonnés

L'installation moderne des rails utilise de plus en plus des joints de rail soudés, où les deux extrémités du rail sont soudées par fusion et le cordon de soudure est meulé. Cela élimine la discontinuité, réduit l'entretien et améliore la qualité de roulement. Cependant, le rail soudé nécessite un contrôle précis de la température pendant l'installation pour éviter les contraintes résiduelles. Les joints boulonnés, bien que plus bruyants et nécessitant un resserrage périodique, restent courants sur les lignes plus anciennes et dans les endroits où une réparation rapide est nécessaire.

Le joint boulonné crée un clic ou un claquement audible lorsque les roues du train le traversent ; c'est le son le plus reconnaissable des chemins de fer traditionnels. L'impact est causé par une légère dépression ou usure qui s'accumule dans la zone du joint, en particulier sur le champignon du rail où la jante de la roue roule. Au fil du temps, la corrosion des boulons, la fatigue du métal due aux charges cycliques et l'usure de l'éclisse elle-même affaiblissent le joint.

Les modes de défaillance comprennent le cisaillement des boulons, la fissuration des éclisses, la rupture du champignon du rail autour des trous de boulons et le mouvement latéral d'un rail par rapport à l'autre. Plus récemment, l'inspection par ultrasons est utilisée pour détecter les défauts internes et les fissures dans le rail près des joints avant qu'ils ne se propagent. Dans les courbes et les pentes raides, l'usure des joints s'accélère en raison de l'augmentation des forces latérales et du glissement.

Le joint de rail reste un point faible dans la géométrie de la voie ; de nombreux défauts de voie et interventions de maintenance se produisent au niveau ou à proximité des joints. C'est pourquoi le rail soudé en continu, qui élimine complètement les joints sur de longues distances, est devenu la norme sur les lignes principales où la qualité de la voie et la vitesse sont des priorités.