Pour comprendre le fonctionnement d’un cœur d’aiguillage, il faut d’abord considérer l’ensemble de l’appareil de voie. Celui-ci guide les roues d’une voie ferrée vers une autre. Il comprend principalement les rails de stock, les lames mobiles, les rails intermédiaires, le cœur, les contre-rails et les éléments d’assemblage. Les lames orientent l’itinéraire, les rails intermédiaires les relient au cœur et les contre-rails guident les essieux dans l’ornière correcte au franchissement de la lacune.
La roue progresse sur le rail ailé jusqu’à ce que sa table de roulement soit reprise par la pointe du cœur. Pendant le transfert, sa géométrie et celle de l’ornière maintiennent un appui suffisant pour éviter que la roue ne tombe dans la lacune. Les dimensions de l’ornière, du cœur, des rails ailés et de la table de roulement doivent respecter les tolérances du système afin d’assurer un franchissement régulier et sûr.
Types de cœurs d’aiguillage
Selon leur tracé, les cœurs peuvent être droits ou courbes. Ils se classent aussi par construction : cœurs assemblés à partir de rails usinés et réunis, cœurs monoblocs moulés ou cœurs à pointe mobile.
Cœur fixe
- Cœur assemblé
Le cœur assemblé est constitué de rails et de pièces en acier découpés puis réunis. Il comprend notamment la pointe, les rails ailés, des entretoises et une plaque d’appui. Sa fabrication est relativement simple, mais le nombre d’assemblages peut accroître les besoins d’inspection et d’entretien.
- Cœur monobloc moulé
De nombreux cœurs monoblocs sont moulés en acier austénitique au manganèse, un alliage qui s’écrouit sous les sollicitations. Cette propriété est utile à la pointe du cœur, soumise à des chocs et à des charges de contact élevées au passage des roues.
Cœur à pointe mobile
Contrairement à un cœur fixe, un cœur à pointe mobile comporte une pointe ou un rail ailé mobile. Le déplacement de cet élément établit un chemin de roulement presque continu pour l’itinéraire choisi et supprime la lacune du cœur fixe. Cette continuité permet un franchissement plus régulier et peut autoriser des vitesses plus élevées selon la conception de l’appareil.
Les cœurs à pointe mobile réduisent les chocs au franchissement et peuvent améliorer la durée de vie de l’appareil et le confort dynamique. Les gains réels de maintenance et de longévité dépendent toutefois du trafic, des charges, de la vitesse, de la géométrie et du programme d’entretien.
Soudage des cœurs d’aiguillage
Les cœurs en acier au manganèse et les rails en acier à forte teneur en carbone exigent des procédures de soudage différentes. Leur assemblage direct est difficile et peut provoquer des fissures. Des procédés qualifiés utilisent donc un insert ou une transition métallurgique présentant une meilleure soudabilité.
L’acier austénitique au manganèse est sensible aux fissures à chaud et à la dégradation de la zone affectée thermiquement ; l’apport de chaleur et la durée du cycle doivent donc être strictement maîtrisés. Les rails à forte teneur en carbone nécessitent eux aussi une procédure adaptée, pouvant inclure préchauffage et refroidissement contrôlé. Le soudage bout à bout par étincelage avec insert intermédiaire fait partie des solutions industrielles possibles. Ces opérations doivent être réalisées selon une procédure homologuée, avec des matériaux compatibles et par du personnel qualifié.
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