Contribution à la caractérisation du comportement dynamique d'élastomères : application au domaine ferroviaire

摘要

En France, les lignes à grande vitesses (LGV) utilisent en général la technologie de voie ballastée. La voie ballastée est constituée de rails, de traverses en béton, de systèmes d’attache incluant des semelles en élastomères, de ballast et d’une sous-couche en granulats ; et d’une couche de forme qui repose sur le sol. Les semelles en élastomère ont pour fonction de transmettre les efforts, d’amortir les vibrations dues aux passages de trains et d’isoler électriquement le rail et le support. Quant à la sous-couche, elle permet d’atténuer les charges appliquées au sol support et joue également le rôle d’isolant, en particulier pour empêcher les remontées des particules fines du sol vers le ballast. Ce travail concerne la caractérisation macroscopique du comportement dynamique de l'élastomère constitutif de la semelle, en prenant en compte les effets de la vitesse de sollicitation et de la température. L'objectif est de proposer un modèle élasto-visco-plastique représentatif du comportement de l'élastomère. Les paramètres du modèle choisi sont déterminés à partir d’essais mécaniques et le modèle identifié est implémenté dans le code de calcul LS-DYNA afin de simuler le comportement de la semelle. Les résultats numériques sont enfin comparés aux essais expérimentaux de compression dynamique reproduisant les sollicitations engendrées sur la semelle par le passage d’un train sur la voie. Le modèle élasto-visco-plastique sera ensuite étendu pour représenter le comportement dynamique de la grave bitumineuse, constituée d’un liant bitumineux et d’agrégats.