Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 51

TECHNOLOGIE FERROVIAIRE

Prévenir l'immobilisation par le gel
des locomotives et des voitures
PAR NICK TALLOS, VICE PRÉSIDENT ENGINEERING, THERMOMEGATECH

Un dirigeant d'une grande compagnie de chemin de fer
nord-américaine raconte que l'une de ses locomotives avait
involontairement été laissée trop longtemps dehors par des
températures négatives. Lorsque l'équipe de conduite est
retournée à la locomotive, elle s'attendait au pire pour le circuit
de refroidissement. Pensant que l'eau était maintenant gelée, ils
s'attendaient à trouver des tuyaux fissurés, des dommages au moteur,
soit une facture de réparation de plusieurs dizaines de milliers de
dollars et un temps d'immobilisation de plusieurs semaines.
Ils ont plutôt constaté que la locomotive était presque en
état de marche, à part l'eau de refroidissement qui avait été
automatiquement vidangée juste avant le gel, grâce à un petit
bouchon thermostatique à déclenchement automatique. Pour
redémarrer la locomotive, ils n'ont eu qu'à réchauffer la cartouche
à une température supérieure à 10°C (50°F) et à la replacer dans
son logement. À ce moment-là, le système s'est automatiquement
refermé et ils ont pu refaire le plein des réservoirs de refroidissement
à partir d'une source d'eau et avec un outil simple. La locomotive a
ainsi été remise en service en l'espace de quelques heures.
La compagnie a évité une lourde facture de réparation et une
longue période d'immobilisation, juste en modernisant les circuits
d'eau du système de refroidissement de chacun des moteurs diesel
de ses locomotives, avec l'ajout d'une vanne de vidange automatique
dont l'installation assez simple et rapide. Avec la vanne de vidange
installée, dès que l'eau du système s'approche du point de consigne
de la vanne, elle s'ouvre automatiquement.
« Dans le passé, la seule façon d'éviter le gel des locomotives était
de laisser tourner constamment les moteurs, ce qui entraînait un
énorme gaspillage tout en contribuant à la pollution de l'air ».
Cette technologie semble d'une simplicité désarmante : à une
température précise de quelques degrés de plus que 0°C (32°F),
l'obturateur s'ouvre pour vidanger le réservoir. La vanne détecte la
température de l'eau de refroidissement du moteur et, dès que le
point de consigne est atteint, la cartouche thermosensible sort de
son logement et laisse rapidement s'écouler toute l'eau du système
de refroidissement. Aucune énergie n'est nécessaire pour son
fonctionnement. La vanne est également munie d'un dispositif de
verrouillage qui empêche qu'elle ne déverse accidentellement de l'eau
ou qu'elle se déclenche pendant que le moteur tourne. La vidange
ponctuelle ne peut se produire que si le volume d'eau continue de
se refroidir jusqu'au point de congélation. Les vannes modulantes
qui ralentissent le processus de vidange et n'ont pas la capacité
d'écoulement nécessaire pour vider tout le réservoir.
Cette technologie thermostatique de pointe a également été appliquée
aux voitures de chemin de fer pour empêcher les circuits d'eau potable
de geler. Par exemple, si une voiture est laissée hors service pendant
une période de froid intense, il y a de fortes chances que l'eau de son

Déclencheur thermosensible
Position à chaud
(plus de 40°F)
Cire liquide
Piston sorti

Position à froid
(35°F et moins)
Cire solidifiée
Piston rétracté

réservoir d'eau potable, ses lavabos, ses toilettes et ses fontaines à
eau gèlent. Cependant, avec un obturateur thermostatique installé
au point bas du circuit d'eau de la voiture, le système est rapidement
vidangé (exactement comme sur les locomotives) lorsque l'eau
approche de son point de congélation. Aucune alimentation
électrique ou pneumatique n'est nécessaire pour actionner la vanne.
Cette technologie, qui remonte en fait aux années 1930, utilise
une cire de paraffine hautement raffinée qui passe de l'état solide
à l'état liquide, à température croissante, et de liquide à solide, à
température décroissante. La température à laquelle cette cire
change de phase est tellement fiable que l'ASTM l'utilise pour
étalonner les thermomètres.
Dans les dispositifs de vidange, comme la vanne de protection
contre le gel pour locomotives, lorsque la cire se refroidit en
dessous de la température de consigne, le piston de l'actionneur
se rétracte, ce qui permet à un ressort d'éjecter la cartouche
hors du corps hexagonal et de vidanger l'eau du système. Dès
que la cire est réchauffée au-dessus de son point de consigne, le
piston ressort et la cartouche peut être réinsérée dans le corps
hexagonal de la vanne.
Dans les vannes à détection de la température ambiante, comme
la vanne de protection contre le gel des voitures, lorsque la cire se
refroidit en dessous d'une température de consigne, le piston de
l'actionneur se rétracte, ce qui permet à la vanne de commander
l'ouverture et de vidanger le circuit d'eau. Quand la cire se réchauffe
au-dessus de son point de consigne, le piston ressort et la vanne se
referme automatiquement. Ce processus peut être accéléré en utilisant
un bloc de chauffage pour réarmer l'actionneur thermosensible. Ces
dispositifs fonctionnent dans cette application, même s'il s'agit d'un
système à volume fixe car ils détectent la température de l'air et non
celle de l'eau pour déclencher le processus de vidange. ■
Nick Tallos est vice-président de l'ingénierie chez ThermOmegaTech,
un chef de file mondial de la conception et de la fabrication de
dispositifs à technologie thermostatique dans lesquels le débit d'un
fluide est commandé par la température. www.thermomegatech.com

The Canadian Association of Railway Suppliers / Association Canadienne des Fournisseurs de Chemins de Fer 51


http://www.thermomegatech.com

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President’s Message
Bigger Hopper Cars, Faster Grain Shipments
Canada’s New Locomotive Emissions Regulations
Liquid Assets
Hydrail: A Profound Innovation Opportunity for Canadian Railway Suppliers
Locomotive and Passenger Car Freeze-Up Downtime Can Be Prevented
From Last Spike to First in Class: Creativity, Collaboration, and Determination in the Pursuit of Leadership
How to Achieve a Respectful, Harassment-Free Workplace
CARS News
New Members
CapEx: An Industry-Wide Look at Who’s Spending What
Railway Supplier Buyers’ Guide
Advertiser.com
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - President’s Message
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 11
Insidetrack - Spring/Summer 2018 - Bigger Hopper Cars, Faster Grain Shipments
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 14
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - Canada’s New Locomotive Emissions Regulations
Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 21
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - Liquid Assets
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 41
Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 42
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 46
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Insidetrack - Spring/Summer 2018 - 48
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