Sujet de thèse CIFRE Définition et caractérisation de joints isolants

Sujet de thèse CIFRE
Définition et caractérisation de joints isolants de nouvelle génération pour
les voies ferrées.
Mots clés : Joints isolants, élaboration, transformation de phases, microstructure, propriétés
mécaniques et électriques.
Résumé du projet de thèse:
De nombreuses voies du Réseau Ferré National sont équipées d’un système de
découpage appelé « circuit de voie » qui, par la présence de joints isolants, assure deux
fonctions essentielles. La première consiste à localiser les convois ferroviaires aussi bien que
des ruptures au niveau des rails. La seconde assure le déclenchement des signaux et
enclenchements nécessaires à la sécurité du trafic. De par la nature de l’assemblage et des
matériaux qui les constituent, les joints isolants collés (JIC) actuellement employés
constituent des points faibles de la voie sous l’angle du comportement mécanique et donc de
la durée de vie.
Dans l’objectif de trouver une solution de rupture pérenne, le présent travail se
propose d’interposer un joint composé de trois parties dans l’intervalle entre deux rails
contigus. La partie centrale sera isolante du point de vue électrique alors que les deux parties
adjacentes seront constituées de matériaux présentant une microstructure gradée de manière à
assurer la continuité mécanique et la qualité de la liaison entre la partie isolante et les rails.
Cette démarche devrait conduire à limiter de façon très significative la fréquence des
réparations et par voie de conséquence les coûts liés à la maintenance et au service, (nombre
d’incidents associés à une défaillance avec leurs conséquences sur la régularité du trafic. Ce
phénomène est particulièrement critique en Ile de France notamment).
Le travail débutera par la définition de la nature et de l’architecture des matériaux ainsi
que par celle du (ou des) procédé(s) susceptible(s) de convenir à l’élaboration et à
l’assemblage du joint. Le challenge se poursuivra par la mise au point de la solution retenue
afin d’aboutir à un compromis amélioré des propriétés mécaniques et électriques. Les résultats
expérimentaux, concernés par les propriétés physiques (dilatation, conductivité électrique) et
mécaniques en sollicitation statique (au minimum) seront expliqués et modélisés à partir de
l’étude à ses différentes échelles de la microstructure de la configuration de joint sélectionnée.
Cette étude très diversifiée exige du candidat un goût prononcé pour l’innovation
technologique. Une formation solide en science des matériaux et une connaissance des
procédés d’élaboration et d’assemblage sont également souhaitées.
Date de début de thèse : octobre 2014
Laboratoire d’accueil : UMET, UMR CNRS 8207, Groupe de Métallurgie Physique et
Génie des Matériaux, Université Lille 1
Partenaires industriels : Société Nationale des Chemins de Fer (SNCF), Réseau Ferré de
France (RFF) et Vossloh-Cogifer
Contacts :
UMET :
M.-N. AVETTAND-FENOEL
[email protected]
tel : 0320436927
SNCF :
E. LAURANS
[email protected]
tel : 0141620545

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