rail de roulement

Le rail de roulement est le rail en acier porteur sur lequel les roues du train roulent réellement. Sur une voie standard à deux rails, les deux rails sont des rails de roulement, à distinguer des contre-rails (qui empêchent le déplacement latéral) et des rails conducteurs (qui transportent le courant électrique sur les lignes électrifiées). Le rail de roulement supporte tout le poids du train et le transmet aux traverses et au ballast en dessous.

Les rails de roulement sont généralement fabriqués en acier au carbone et se présentent sous des profils standard. Le champignon du rail, la surface supérieure où le boudin et le bandage de la roue entrent en contact, est trempé pour résister à l'usure. Les lignes modernes de fret lourd et de passagers utilisent des rails soudés en continu (RSC) posés sur des longueurs de 100 mètres ou plus, plutôt que des rails éclissés de 12 mètres, car les joints créent des concentrations de contraintes. Le patin du rail est ancré aux traverses en bois ou en béton à l'aide de clips, de tirefonds ou de systèmes de fixation conçus pour permettre un certain mouvement latéral pour la dilatation thermique.

Les pressions de contact des roues sur le champignon du rail de roulement créent une fatigue de contact par roulement, qui apparaît sous forme de petites fissures de surface pouvant évoluer en défauts d'écaillage. Ces défauts sont surveillés par des essais ultrasoniques et une inspection visuelle, car ils finissent par provoquer la rupture du rail. Le taux d'usure dépend de la vitesse du train, de la charge par essieu, du rayon de la courbe et de la dureté du rail. Dans les courbes serrées, le rail extérieur s'use plus rapidement en raison d'une charge de bord plus élevée.

Le profil d'un rail de roulement détermine sa compatibilité avec un essieu. Les normes britanniques BS 11137, européennes EN 13674 et américaines AREMA spécifient différentes formes de champignon, largeurs de patin et poids par mètre. Un rail moderne typique pèse 60 kg/m pour le trafic mixte, mais les lignes de fret lourd utilisent des sections de 72 kg/m ou plus. Les lignes industrielles et patrimoniales plus légères peuvent utiliser 45 kg/m ou moins.

Les rails de roulement sont classés selon leur composition en acier et leur dureté. Le grade 900A est standard pour la plupart des applications, mais les grades à haute teneur en carbone tels que le grade 1100 sont utilisés dans les appareils de voie et sur les pentes sévères où les forces de freinage sont élevées. Les rails alliés contenant du vanadium ou du niobium améliorent la résistance à la fatigue, mais coûtent plus cher.