Evaluation non-destructive ULTRAsonore du paTin du RAIL – ULTRATRAIL

L’état des infrastructures ferroviaires est un enjeu majeur de sécurité pour les transports et leurs usagers. Les récents incidents sur le réseau français (déraillement d’un TGV à Marseille St Charles) ont mis en évidence la défaillance de certains éléments. Des défauts localisés dans le patin du rail (corrosion, blessures) en sont à l’origine, comme l’ont confirmé les analyses destructives à SNCF Réseau (jusqu’à 20% des ruptures de rail observées proviennent du patin du rail). Les contrôles non-destructifs (CND) réalisés sur le réseau sont indispensables à sa maintenance et à la gestion de son entretien. Des dispositifs de CND opérant depuis la table de roulement du rail, permettent de connaître l’état de la tête du rail avec précision. Ces contrôles ne permettent pas de d’évaluer l’état de la partie inférieure du rail (âme et patin) avec la même précision. Certains défauts pouvant conduire à la rupture du rail restent donc indétectables (par exemple, aux passages à niveau).
ULTRATRAIL a pour objectif de dépasser les limites des pratiques classiques en proposant une étude de faisabilité s’appuyant sur de nouveaux outils d’imagerie par propagation des ondes ultrasonores et aptes à répondre aux enjeux majeurs de la détection et localisation des défauts, incluant leur localisation dans la section transverse du rail, en particulier les défauts masqués profonds, sous conditions d’excitation/observation restreintes depuis la bande de roulement.
ULTRATRAIL visera plus particulièrement à:
-étendre les techniques d’inspection non-destructive du rail au-delà de méthodes de temps de vol en investissant le champ de l’imagerie topologique ultrasonore par ondes de volumes et ondes guidées, avec l’appui d’expériences de laboratoire et de jumeau numérique,
-concevoir et réaliser des dispositifs expérimentaux (piézoélectriques et EMATs) pour l’implémentation pratique de la méthodologie proposée,
-contribuer à la validation de ces méthodologies, dispositifs et jumeau numérique sur des corps d’épreuve réalistes à échelle 1.
ULTRATRAIL s’articulera autour des 4 axes suivants : (1) Spécifications industrielles et Démonstrateur in-situ TRL5, (2) démonstrateur expérimental pour l’imagerie topologique 2D au contact, (3) développement de traducteurs EMATs pour une imagerie sans contact, (4) modélisation 3D de rails endommagés et jumeau numérique pour l’imagerie des guides d’ondes.