Abstract FR:

Les problèmes de confort acoustique, de protection sonore de l'environnement et des usagers sont actuellement des problèmes permanents pour les constructeurs de matériels roulant et les équipementiers. Les réglementations internationales toujours plus strictes conduisent les constructeurs de matériels roulant à considérer les problèmes de vibrations et de rayonnement acoustique des les premières étapes de la conception. L’instabilité vibratoire appelée crissement, susceptible d’apparaître en fin de freinage est aujourd'hui très mal maîtrisée et devient une des préoccupations principales sur les matériels roulant ferroviaires. Nous présentons dans cette étude une modélisation détaillée des conditions de contact existant entre matériaux de freinage. L’idée principale est ici de définir de nouveaux modèles originaux de contact faisant intervenir un choix de paramètres majeurs, et parallèlement de réaliser les bancs d'essais associés susceptibles de reproduire les conditions de contact envisagées en accédant de façon expérimentale aux paramètres des modèles analytiques. Une confrontation des résultats analytiques et expérimentaux est faite et permet de définir des jeux de paramètres susceptibles de provoquer le crissement au freinage. Puis une application directe au métro parisien MP59 est faite en intégrant dans nos modèles les paramètres structuraux de son système de freinage ainsi que les caractéristiques sotériologiques et mécaniques de ses matériaux de freinage pour des conditions de freinages spécifiques au MP59. Une corrélation des résultats obtenus par simulations est ensuite faite sur un banc d'essais à l’échelle 1 pour de vérifier l'existence d'angles de contact critiques générant le crissement. On aboutit alors a une proposition de prototype de nouveaux sabots de frein non crissant. Suite à cette approche vibratoire du contact qui permet de définir les paramètres optimaux générateurs de l'excitation du rotor de frein (roue auxiliaire de freinage), nous proposons une seconde voie d’étude visant à réduire le rayonnement acoustique de la roue auxiliaire de freinage. La présentation de solutions déjà existantes pour réduire le crissement en courbe du au contact rail / roue y est faite ainsi qu'une étude du comportement dynamique de la roue auxiliaire de freinage. Puis une modélisation vibroacoustique nous permet de confronter une solution d'amortisseur dynamique avec la seule en vue de la réduction du rayonnement acoustique de celle-ci au freinage. Les résultats obtenus font de la première approche un bon outil pour mettre en place des abaques de paramètres utiles au predimentionnement ou aux modifications des sabots de frein et la seconde approche permet d'envisager des modifications technologiques directement applicables à la roue auxiliaire de freinage.