Comment les câbles à fibre optique renforcent la sécurité ferroviaire
Network Rail et HS2 Ltd ont récemment annoncé qu'ils allaient se tourner vers les technologies de câbles à fibre optique pour améliorer leurs systèmes de surveillance. Network Rail utilise la fibre optique comme instrument de mesure, tandis que HS2/Align JV va l'essayer pour détecter les mouvements infimes de terrain au niveau des déblais et remblais.
Network Rail utilise la technologie de détection acoustique par fibre optique (FOAS) pour surveiller et transmettre les dangers potentiels allant des défaillances aux problèmes de sécurité, comme par exemple la présence de personnes dans des lieux où elles ne devraient pas se trouver. En revanche, HS2/Align souhaite éviter les effondrements et les glissements de terrain en améliorant la sécurité et en réduisant le temps critique de gestion des réparations.
Essai Network Rail
Network Rail a attribué un contrat à Thales Ground Transportation Systems Ltd afin de développer et d'essayer la technologie FOAS pour la surveillance à distance. L'objectif est de renforcer la sécurité et les performances en matière de passage à niveau, de circulation des trains et de signalement de position, et de défaillance au niveau des rails et des roues, ainsi que de détecter les intrus et les personnes qui se trouvent sur le bord des voies.
Intégrer cette technologie permettra d'assurer une meilleure surveillance à distance de l'état des actifs ferroviaires, tout en fournissant des données intelligentes qui permettront d'accroître les performances et de réduire les perturbations. L'an dernier, Network Rail et ProRail, l'exploitant d'infrastructures ferroviaires néerlandais, a organisé un concours de design. Plus de 40 fournisseurs de toutes tailles devaient soumettre des propositions dans le cadre d'un essai financé d'un an de la technologie FOAS, avec des caméras de surveillance et des capteurs IoT, en associant la fusion et le traitement des données intelligentes.
Les essais, qui débuteront à l'automne 2021, se tiendront au RIDC (centre de développement et d'innovation ferroviaire) de Network Rail, à Melton, mais également sur la ligne ferroviaire principale reliant Melton Mowbray à Leicester.
Selon Huw Evans, gestionnaire de portefeuille de programmes R&D de Network Rail, « cela illustre parfaitement la collaboration entre Network Rail et ProRail visant à rechercher et développer des solutions pour résoudre nos problèmes communs. Nous avons également hâte de travailler étroitement avec le consortium dirigé par Thales. Le RIDC de Melton et la ligne ferroviaire principale adjacente sont les lieux opérationnels idéaux pour tester en toute sécurité cette technologie, ainsi que pour évaluer pleinement son potentiel. »
Essai de fibre optique HS2
Le site du portail sud du tunnel de Chiltern, chantier de HS2, a servi de plate-forme de collaboration entre le centre sur la construction d'infrastructures intelligentes (CSIC) de l'Université de Cambridge et Huesker, un fabricant de produits géosynthétiques. Ils ont pu combiner leur expertise technique pour créer un matériau en maille normé recouvrant le sol et dans lequel des câbles à fibre optique sont entrelacés.
Sensorgrid est la nouvelle technologie de réseaux intelligents. Elle a été testée dans un puits d'essai par Align et Epsimon, une entreprise d'infrastructure de surveillance à distance. Dans ce cadre, des sacs robustes remplis d'eau ont été placés au fond du puits. Des sections de Sensorgrid ont été positionnées au-dessus, avant d'être enterrés à l'endroit où l'équipement de surveillance en maille doit déclencher des impulsions lumineuses qui se propagent le long des câbles à fibre optique.
Pour Rob Cairns, responsable de l'innovation chez HS2 Ltd, « Sensorgrid montre parfaitement comment nous exploitons la taille et l'échelle de HS2 pour nous inspirer de l'expertise britannique afin de développer une technologie et de prouver sa capacité innovante en début de construction. L'expérience fera office de banc d'essai pour démontrer les avantages significatifs de cette technologie sur les systèmes ferroviaires opérationnels, notamment les bénéfices à long terme sur le renforcement de la résilience du réseau de transport au Royaume-Uni. »
Lors des tests, de l'eau a été libérée des sacs, entraînant un affaissement en raison du poids du sol se trouvant au-dessus et altérant ainsi le flux de lumière dans les câbles. Ces paramètres sont alors enregistrés. Les tests sont désormais réalisés à grande échelle sur deux kilomètres, où les données fournies seront surveillées de manière continue pendant les deux prochaines années.
Pour Nick Podevyn, directeur de l'innovation chez Align, « de nombreux efforts ont été investis dans cette innovation, qui a mûri pendant plus d'un an. Pour élaborer la solution, nous avons fait preuve d'une collaboration étroite, ouverte et exemplaire. C'est formidable de voir que le test physique du prototype a lieu sur notre site, avant que la technologie ne soit mise en œuvre dans le projet en cours. »
« Sensorgrid offre une multitude de nouvelles utilisations pour les capteurs à fibre optique dans les applications géotechniques. En effet, cette technologie améliore grandement le transfert de déformation du sol au capteur », indique Cedric Kechavarzi, responsable des opérations du CSIC.
Les câbles à fibre optique et la technologie intelligente utilisés dans les deux cas pourraient, à l'avenir, grandement modifier la façon dont les opérateurs travaillent. Ils permettraient d'économiser du temps, de l'argent et des ressources, mais surtout de renforcer la sécurité dans le secteur ferroviaire et au-delà.
