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Lauréat du Prix du public José Luis López Gómez, inventeur d’un système de guidage pour trains à grande vitesse
Il est tentant de s'assoupir dans un train à grande vitesse qui vous berce
doucement - au mépris de vitesses affolantes dépassant les 300 kilomètres à
l'heure. Alors qu'ils filent comme des bolides de Formule 1 ou des avions au
décollage, une technologie sophistiquée permet de stabiliser ces trains dans
les courbes franchies à grande vitesse et offre aux passagers un voyage
confortable et sûr.
L'un des pionniers de cette technologie de guidage et de stabilisation est
José Luis López Gómez, ancien Directeur technique de la société espagnole de
construction de matériel ferroviaire Patentes Talgo. Son invention, brevetée
auprès de l'OEB en 2007, garantit que les roues d'un train restent collées à la
voie et conservent à tout moment une position optimale sur les rails.
López Gómez a
passé plus de quarante années à perfectionner la technologie ferroviaire de
Talgo, et a bâti un imposant portefeuille de brevets fort de concepts innovants
qui ont contribué à la réussite de la conception unique des trains Talgo. Sa
‘méthode d'optimisation du guidage des véhicules ferroviaires' fait partie des
réalisations dont il est le plus fier.
Franchir toutes les montagnes
Les régions
montagneuses et leurs nombreuses courbes représentent un défi pour les trains à
grande vitesse. En Espagne, pays très montagneux, cet inconvénient a été
transformé en avantage par Talgo. Ses trains arborent une conception assez peu
conventionnelle, mais très efficace : plutôt que d'être reliées par un
essieu, leurs roues sont montées individuellement.
Cette construction
unique rend non seulement les trains Talgo plus légers, mais elle abaisse
également leur centre de gravité, ce qui leur permet de franchir plus
facilement les courbes à grande vitesse en toute sécurité.
Pour améliorer
encore cette conception unique, López Gómez a proposé toute une série
d'innovations grâce auxquelles les wagons et les roues des trains Talgo
s'adaptent automatiquement à la pente des courbes et les passagers ne se
rendent même pas compte des forces importantes tirant sur le train lorsqu'il
tourne à grande vitesse.
Le système de
López Gómez utilise la force centrifuge pour pousser le wagon vers l'extérieur
de la courbe. Il détecte l'endroit et le moment où la voie tourne et réaligne
la position du train en conséquence. Le voyage n'en est que plus agréable pour
les passagers, et les trains Talgo peuvent rouler 33 % plus vite sur les
portions courbes.
Etablir le contact
avec la voie
S'appuyant sur la
réussite de son système pendulaire, López Gómez s'est ensuite intéressé à la
façon dont les roues des trains Talgo s'adaptent à la voie. Les techniciens du
transport ferroviaire savent depuis longtemps que la ‘jonction roue-rail' - le
point de contact entre la roue et le rail - est non seulement responsable d'une
usure importante des roues et des rails, mais est également essentielle à la
stabilité d'un train.
Quand elles
touchent le rail, les roues d'un train forment une petite empreinte elliptique,
ce qui réduit sensiblement le frottement. Contrairement à un pneu de voiture
qui laisse une empreinte plate sur la route sur toute la largeur de sa bande de
roulement, la roue d'un train présente un diamètre plus petit à l'extérieur
qu'à l'intérieur. Cette forme légèrement conique minimise la surface de contact
avec la voie tout en permettant aux roues de franchir une courbe sans
glissement ni écrasement.
Dans une courbe,
les roues extérieures doivent parcourir une distance légèrement plus grande que
les roues intérieures. Grâce à leur forme conique et au diamètre plus petit de
leur bord extérieur, les roues extérieures parcourent cette distance
supplémentaire en tournant idéalement à la même vitesse de rotation que les
roues intérieures.
Une nouvelle façon de guider les roues d'un train
L'innovation de
López Gómez, brevetée auprès de l'OEB en 2007, optimise ce mouvement en
mesurant précisément la vitesse de rotation de la roue, puis en calculant
exactement la partie de la roue qui est en contact avec le rail. à l'aide de ces informations, le
système de suspension pendulaire du train maintient le point de contact
optimal.
Cette technologie
est particulièrement utile quand un train aborde ou sort d'une courbe, cas pour
lesquels les technologies existantes n'ont pas été capables d'améliorer le
contact entre la roue et le rail de manière à rendre les voyages en train plus
sûrs et plus confortables.
Bien que ce
système ne soit pas encore entièrement déployé, il fonctionne déjà sur quelques
trains d'essai - avec des résultats encourageants. Les essais permettent de
délimiter la zone optimale de la roue et du rail lorsqu'ils viennent en contact
l'un avec l'autre. Le système évite les bruits de grincement, limite l'usure et
améliore sensiblement le confort du voyage.
Talgo - armé pour le marché mondial
Le premier train
Talgo a été construit en Espagne en 1942 et a établi de nombreux records de
vitesse. Depuis, la société a fabriqué de nombreuses générations de trains
déployés en Espagne et dans le monde entier. Un système de changement
d'écartement automatique permet aux trains Talgo de passer du réseau espagnol
avec un écartement des voies de 1668 millimètres aux autres réseaux (la norme
européenne est de 1435 mm) en quatre secondes maximum par essieu.
Cette capacité,
que López Gómez a contribué à développer, a été pour beaucoup dans le succès de
la société à l'étranger. Les trains Talgo roulent également en France, en
Suisse, en Italie, au Portugal, au Kazakhstan, au Canada et aux états-Unis.
Une vie dévouée aux trainsNé en 1941, Jose Luis López Gómez a fait des études techniques à l’Institut catholique des arts et métiers (ICAI) de Madrid. Après des débuts professionnels dans d’autres sociétés en tant qu’ajusteur-fraiseur, il a rejoint Patentes Talgo en 1967 comme technicien de fabrication. Par la suite, il a occupé différents postes de management avant de devenir le Directeur technique de la société en 1990.
En 1996, López Gómez a été nommé Directeur général de la technologie, un poste qu’il a conservé jusqu’à son départ à la retraite en 2004. Depuis, il conseille le président de la société.
Ses méthodes d’optimisation du guidage des véhicules ferroviaires ont joué un rôle essentiel dans de nombreuses avancées technologiques de Talgo. Elles ont rendu les voyages à bord des trains à grande vitesse plus stables et plus confortables, et ont contribué à positionner les trains Talgo comme une alternative sérieuse au transport aérien.
La méthode
brevetée d'optimisation du guidage des véhicules ferroviaires de José Luis
López Gómez concerne les trains équipés de roues libres, qui tournent
indépendamment les unes des autres, comme sur les trains à grande vitesse
Talgo. L'invention
utilise un système électronique qui détecte tout écart des roues par rapport à
leur position centrale et optimale sur les rails. Elle comporte également un
appareil mécanique automatique pour remettre les roues dans leur position
optimale.
Lors du passage
d'une courbe, la force centrifuge amène les roues du train à se déplacer
latéralement sur les rails - les écartant souvent de leur position de rotation
En raison de leur
forme conique (légèrement plus grandes à l'intérieur et plus petites à
l'extérieur), les roues extérieures touchent le rail sur une circonférence plus
grande que les roues intérieures. Cette plus grande circonférence parcourue par
les roues extérieures leur permet de couvrir la distance supplémentaire de la
courbe. Idéalement, elles tournent à la même vitesse de rotation que les roues
intérieures, ces dernières utilisant une circonférence plus petite pour
compenser la distance réduite à l'intérieur de la courbe.
Si les roues se
décalent trop sur le côté, un rebord de 28 millimètres de haut sur le bord
intérieur de la roue (appelé un boudin) agrippe le rail et agit comme une
sécurité intégrée pour arrêter le train avant qu'il ne déraille. Le contact
entre le boudin et le rail se traduit par un frottement beaucoup plus important,
qui génère souvent des sons stridents et produit des vibrations dans le wagon.
López Gómez utilise une technologie informatique précise pour mesurer la
vitesse de rotation de la roue d'un train, puis calculer son point de contact
avec le rail. Quand la roue s'écarte de sa position optimale, un système
mécanique automatique la ramène à son meilleur point de contact.
Croissance rapide pour les trains à grande vitesse
Les innovations de
López Gómez ont profondément marqué la réussite de la société et ont permis à
Talgo de faire une entrée tonitruante dans le club exclusif des fabricants de
trains à grande vitesse.
De 2008 à 2011, la
flotte mondiale de Talgo est passée de 1737 à 2517 trains à grande vitesse.
Entre 2009 et 2011, la longueur des voies dédiées aux trains Talgo est passée
de 10 700 à près de 17 000 kilomètres.
Et ce marché ne
devrait pas ralentir de sitôt. D'ici 2014, la flotte mondiale de Talgo devrait
totaliser plus de 3700 unités circulant sur un réseau sensiblement étendu (qui
devrait atteindre 43 000 km dans le monde). Au cours des deux prochaines
années, quelque 24 pays feront circuler des trains à grande vitesse.
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