Le CCFN a mis ses outils scientifiques de classe mondiale au service du Bureau de la sécurité des transports pour l’aider à comprendre les raisons fondamentales des défaillances ferroviaires.
En août 2005, 43 voitures d’un train de marchandises de 140 voitures ont déraillé sur la rive nord du lac Wabamun, à l’ouest d’Edmonton, en Alberta. Le déraillement a entraîné la rupture de 12 voitures, déversant environ 730 000 litres de mazout lourd et 88 000 litres d’huile servant au traitement des poteaux, un produit de conservation du bois potentiellement dangereux, le long de la rive et dans le lac. Le déversement a touché la faune et l’environnement local. La population locale a été avisée d’éviter d’utiliser l’eau pour boire, jardiner ou se baigner.
Des tronçons suspects de voie ferrée récupérés dans la zone du déraillement ont été envoyés au laboratoire d’Ottawa du Bureau de la sécurité des transports (BST) aux fins d’analyse métallurgique. Comme la diffraction des neutrons constitue la seule méthode de cartographie non invasive des contraintes à l’intérieur de grands composants, le BST a demandé à des scientifiques du CCFN d’examiner si les fractures dans les rails pouvaient être liées à des contraintes résiduelles. Les expériences du CCFN, réalisées en 2006, ont établi que le champ des contraintes résiduelles est perturbé à proximité de caractéristiques appelées « écailles », considérées comme des précurseurs de fractures.
Le rapport du BST sur le déraillement du lac Wabamun, publié en octobre 2007, a relevé les conclusions du CCFN selon lesquelles « les contraintes résiduelles peuvent jouer un rôle dans la formation d’écailles » et « les charges en condition d’exploitation pourraient modifier l’état des contraintes à la fabrication », et a conclu que « la défaillance du rail pourrait donc résulter d’une association de contraintes résiduelles initiales, de contraintes induites par l’exploitation (comme les charges répétitives), et de charges en condition d’exploitation ». Il faudrait un programme de recherche plus poussé pour comprendre la contribution de chacun de ces facteurs à la fiabilité des rails.
Néanmoins, il est clair que les contraintes résiduelles constituent l’un des facteurs qui influencent la durée d’utilisation d’un rail avant que les « défauts de fatigue », comme les écailles, n’affaiblissent sa résistance, un point connu sous le nom de « limite de fatigue ». Par conséquent, le BST a recommandé que Transports Canada établisse des normes exigeant le remplacement des rails qui approchent de leur limite de fatigue. Transports Canada a accepté la recommandation et a révisé son Règlement sur la sécurité de la voie quant à la fréquence minimale des essais par ultrasons qui constituent le principal moyen de détection des défauts de fatigue des rails. En février 2011, le BST a estimé que la réponse à sa recommandation était pleinement satisfaisante, notant que les exploitants ferroviaires dépassent désormais largement les exigences minimales en matière de fréquence d’inspection sur la plupart des voies principales.
En ce qui concerne la coopération du CCFN avec le BST, Dan Holbrook, gestionnaire des opérations régionales de l’Ouest du BST, a confirmé que « la détermination du CCFN à utiliser ses outils scientifiques de calibre mondial pour nous aider à comprendre les raisons fondamentales de certaines défaillances ferroviaires illustre bien la vision du CCFN de mettre la science au service du Canada ».
Cet article de recherche a été republié avec l’autorisation de l’Institut canadien de diffusion des neutrons.
