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Partenariats

Limiter les émissions de particules lors du freinage des trains

Le Laboratoire d’automatique, de mécanique et d’informatique industrielles et humaines1 est partenaire du projet Breaq, financé par l'Ademe2 et piloté par Alstom. Son expertise sur les frottements, la visualisation de la diffusion de particules, la modélisation numérique et le contrôle-commande, permettra de mieux comprendre les mécanismes de production et de diffusion de particules fines au moment du freinage des trains.

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Le transport ferroviaire est considéré comme respectueux de l'environnement, car il a un faible impact sur l'émission de gaz à effet de serre et émet peu de polluants. Mais le freinage mécanique des véhicules émet des particules fines, ce qui augmente leur concentration dans l'air, notamment dans les réseaux souterrains.

Le projet Breaq (Braking emissions characterisation & mitigation for air quality improvement), dont le LAMIH est partenaire3, s’attaque à ce problème avec trois objectifs : réduire autant que possible la production de particules par les systèmes de freinage, capter à la source les particules qui sont malgré tout émises et modéliser de manière fiable la diffusion des particules dans l'air, afin de concevoir des extractions d'air efficaces dans les espaces souterrains (gares souterraines, stations de métro...).

« Nous avions déjà collaboré avec Alstom sur le thème du freinage, dans le cadre d'une thèse portant sur la diffusion des particules dans les gares du métro. Les résultats ont ouvert plusieurs pistes de recherche, qui font maintenant l'objet du projet Breaq », indique Damien Méresse, responsable du projet pour le Laboratoire d’automatique, de mécanique et d’informatique industrielles et humaines, qui apporte son expertise sur les frottements, la visualisation de la diffusion de particules, la modélisation numérique, et le contrôle-commande.

Une première tâche confiée aux chercheurs concerne l'émission et la diffusion proche des particules dues au système de freinage par friction. Cette étude, qui passe par la mise au point d'un banc d'essais permettant des tests en soufflerie, a pour but de reproduire les conditions d'écoulement des différentes particules, en fonction notamment de leur taille.

Des essais de freinage à échelle réduite seront également réalisés avec différents matériaux par le Laboratoire de mécanique, multiphysique, multiéchelle4, lui aussi partenaire du projet. Les données expérimentales recueillies permettront de créer et valider des modèles de diffusion des particules afin de réaliser des simulations numériques prédictives, qui serviront ensuite à concevoir des systèmes de captation de particules. Enfin les chercheurs se pencheront sur les moyens de réduire les émissions de particules en optimisant le contrôle-commande de la fonction de freinage.

 

 

1 CNRS/ Université Polytechnique Hauts de France

2 Opération réalisée avec le concours des Investissements d'Avenir de l’État confiés à l’Ademe 

3 Les partenaires du projet Breaq (2021-2025) sont :

  • Alstom
  • Le Laboratoire d’automatique, de mécanique et d’informatique industrielles et humaines (CNRS/ Université Polytechnique Hauts de France)
  • Le Laboratoire de mécanique, multiphysique, multiéchelle (CNRS/Université de Lille/Centrale Lille)
  • IMT Lille Douai
  • Alstom Flertex

4 CNRS/Université de Lille/Centrale Lille