Détermination de l'effort de contact pantographe-caténaire par méthode inverse

Abstract

La connaissance de l'effort de contact entre le pantographe et la catenaire est un element essentiel de l'evaluation de la qualite du captage du courant. La SNCF etudie cet effort pour qualifier le materiel et les infrastructures nouvelles, ou en vue de detecter les defauts dans la catenaire. La methode de mesure utilisee jusqu'a present, basee sur une hypothese d'archet rigide, a une bande passante limitee bien en deca de la premiere frequence propre de l'archet. Pour franchir cette limitation, notamment pour les trains a grande vitesse, et pour la detection de defaut par analyse de la signature vibratoire, une nouvelle methodologie, basee sur la prise en compte des modes propres de l'archet, est proposee. Vibratec developpe depuis plusieurs annees des methodes inverses [6,7] pour remonter aux efforts injectes a partir des vibrations mesurees. L'originalite du contact pantographe catenaire reside dans le fait que la position du point de contact est une inconnue du probleme. La methode inverse utilisee est basee sur l'analyse modale des premiers modes de l'archet. L'ecriture de l'equilibre dynamique de l'archet permet d'aboutir a un systeme d'equations dont la resolution donne le module de l'effort et son point d'application. Les resultats obtenus sur un dispositif experimental de validation, a partir d'une base modale limitee aux 3 premiers modes de l'archet, montrent un gain important sur la bande utile de la mesure, qui passe de 45 Hz a 120 Hz. Par la suite, la bande passante pourra encore etre etendue en considerant davantage de modes de deformation de l'archet. Un utilitaire a ete developpe sous Matlab pour la mise en œuvre de la methode a partir de donnees experimentales.