Tout comme dans l'industrie automobile, l'acier et l'aluminium sont les principaux matériaux utilisés dans leconstruction de caisses de trains, y compris les ridelles du train, le toit, les panneaux de plancher et les rails inclinés, qui relient le plancher du train à la paroi latérale.L'aluminium apporte un certain nombre d'avantages aux trains à grande vitesse : sa relative légèreté par rapport à l'acier, un assemblage plus facile grâce à la réduction des pièces et une grande résistance à la corrosion.Bien que l'aluminium représente environ 1/3 du poids de l'acier, la plupart des pièces en aluminium utilisées dans l'industrie du transport pèsent environ la moitié du poids des pièces en acier correspondantes en raison des exigences de résistance.
Les alliages d'aluminium utilisés dans l'allégement des wagons ferroviaires à grande vitesse (principalement les séries 5xxx et 6xxx, comme dans l'industrie automobile, mais aussi les séries 7xxx pour les exigences de résistance élevée) ont une densité inférieure à celle de l'acier (sans compromettre la résistance), ainsi qu'une excellente formabilité et résistance à la corrosion.Les alliages les plus courants pour les trains sont le 5083-H111, le 5059, le 5383, le 6060 et le 6082 plus récent. Par exemple, les trains à grande vitesse japonais Shinkansen contiennent principalement l'alliage 5083 et quelque 7075, qui est plus fréquemment utilisé dans l'industrie aérospatiale, tandis que l'allemand Transrapid utilise principalement des feuilles 5005 pour les panneaux et 6061, 6063 et 6005 pour les extrusions.De plus, les câbles en alliage d'aluminium sont également de plus en plus utilisés comme substituts des câbles traditionnels à âme en cuivre dans les transmissions et les installations ferroviaires.
En tant que tel, le principal avantage de l'aluminium par rapport à l'acier est d'assurer des consommations d'énergie plus faibles dans les trains à grande vitesse et des capacités de charge accrues pouvant être transportées, en particulier dans les trains de marchandises.Dans les transports en commun rapides et les systèmes ferroviaires de banlieue, où les trains doivent faire de nombreux arrêts, des économies importantes peuvent être réalisées car moins d'énergie est nécessaire pour l'accélération et le freinage si des wagons en aluminium sont utilisés.L'allègement des trains, associé à d'autres mesures similaires, peut réduire la consommation d'énergie jusqu'à 60 % dans les nouveaux wagons.
Le résultat final est que, pour la dernière génération de trains régionaux et à grande vitesse, l'aluminium a remplacé avec succès l'acier comme matériau de choix.Ces wagons utilisent en moyenne 5 tonnes d'aluminium par wagon.Étant donné que certains composants en acier sont impliqués (tels que les roues et les mécanismes de roulement), ces wagons sont généralement un tiers plus légers que les wagons en acier.Grâce aux économies d'énergie, les coûts de production initiaux plus élevés des chariots allégés (par rapport à l'acier) sont récupérés après environ deux ans et demi d'exploitation.À l'avenir, les matériaux en fibre de carbone permettront des réductions de poids encore plus importantes.
Heure de publication : 19 avril 2021