Rechercher

Découverte du chemin de fer de la Jungfrau et des ateliers du glacier de l’Eiger Les plus hauts ateliers ferroviaires d'Europe

| Auteur / Rédacteur: Auteur : Matthias Böhm, rédacteur en chef SMM / Marina Hofstetter

En 1900 déjà, alors que jusqu'à 300 ouvriers vivaient au pied du glacier, les ateliers du glacier de l'Eiger jouait un rôle central dans la construction de la dernière section du chemin de fer de la Jungfrau. Entretien avec le responsable des ateliers, Heinz Inäbnit, sur les défis quotidiens à l’étage nival.

Entreprises liées

Les ateliers du glacier de l'Eiger, plus hauts ateliers d'Europre, créés peu avant 1900. À l'époque, leurs 300 employés ont construit le tunnel jusqu'au Jungfraujoch.
Les ateliers du glacier de l'Eiger, plus hauts ateliers d'Europre, créés peu avant 1900. À l'époque, leurs 300 employés ont construit le tunnel jusqu'au Jungfraujoch.
(Source : Thomas Entzeroth)

Les ateliers du glacier de l'Eiger et leurs 15 employés sont les garants technologiques qui permettent à plus d'un million de personnes de voyager sur le dernier tronçon de la ligne de chemin de fer de la Jungfrau. La ligne part de la Kleine Scheidegg (2061 m), passe par les ateliers ferroviaires les plus élevés d'Europe (2320 m), traverse l'Eiger et le Mönch jusqu'au Jungfraujoch où se trouve la plus haute gare d'Europe (3454 m) : une ligne entièrement électrique de 9,3 kilomètres sur un dénivelé de près de 1400 mètres.

Jungfraubahn 1898 : le Tesla du système ferroviaire

Le mot-clé ? Électricité. Le chemin de fer de la Jungfrau était en 1898 pour l'industrie ferroviaire ce que Tesla est aujourd'hui pour l'industrie automobile. La première section, entre la Kleine Scheidegg et le glacier de l'Eiger, était alimentée par des lignes à haute tension. La Suisse a donc joué un rôle pionnier en matière de mobilité électrique. Les premières lignes de tension aériennes furent mises en place, lignes encore utilisées aujourd'hui et dont la capacité d'alimentation se monte à 16 000 volts. Les moteurs électriques des trains fonctionnent eux sur un courant triphasé (3 x 1125 V, 50 Hz).

Galerie d'images

Galerie d'images avec 21 images

Fondation des ateliers du glacier de l'Eiger

La première partie de la ligne de chemin de fer de la Jungfrau, de la Kleine Scheidegg au glacier de l'Eiger, fut construite entre 1896 et 1897 et mise en service en 1898. Les ateliers du glacier de l'Eiger virent le jour alors que la construction de cette première section se terminait. Durant les mois d'hiver, le chemin de fer déjà existant de Wengernalp, qui reliait Lauterbrunnen à la Kleine Scheidegg, n'était pas en service et n'autorisait donc pas l'accès à la gare du glacier de l'Eiger, point de départ de la construction du tunnel. Afin de ne pas stopper les travaux pendant cette période, un petit village de 300 personnes fut alors créé au pied du glacier. À cette époque déjà, le personnel des ateliers travaillait sur des tâches de maintenance importantes : démontage, nettoyage, contrôle, et fabrication de nouvelles pièces. Le tunnel vers le Jungfraujoch fut édifié de 1897 à 1912.

Entretien et modernisation

Aujourd'hui, quelque 120 ans plus tard, le village n'existe plus, mais les 15 employés des ateliers du glacier de l'Eiger, situé à 2320 m d'altitude, assurent la sécurité de l'exploitation du tronçon supérieur du chemin de fer de la Jungfrau. Sans ces spécialistes sur place, ce chemin de fer à crémaillère ne serait pas tel qu’il est aujourd'hui. Les techniciens ne sont pas seulement responsables de l'entretien de la ligne : ils sont également impliqués à titre consultatif dans son processus de développement et de modernisation.

H. Inäbnit, le chef des ateliers, détaille : « Notre flotte se compose de quatre rames doubles de 1992 et 1993. En 2002, nous avons investi dans quatre nouvelles rames du même type, et en 2016 dans quatre rames à plancher bas composées de trois voitures chacune. En outre, nous disposons de véhicules de service ferroviaire, de souffleuses à neige, de wagons à bennes basculantes et d'un wagon-atelier. Nous effectuons les révisions, les modifications, les réparations et une partie de la production de composants pour tout le matériel roulant. Nous concevons et fabriquons également sur place des équipements d'assemblage spécifiques, pour l'enfoncement de roulements par exemple. »

La base, c'est l'usinage

Ce ne sont pas tant les plus d'un million de passagers par an qui apportent de l'animation au quotidien des ateliers, que l'envergure de l'éventail des tâches à effectuer.

H. Inäbnit explique : « En plus des travaux d'usinage, d'assemblage et d'électrotechnique, nous devons également maîtriser tous les systèmes pneumatiques et hydrauliques. Même les travaux de montage sont effectués sur place. Seules quelques tâches, telles que la production des engrenages, sont réalisées dans la vallée. Cela est possible grâce aux excellentes qualifications de nos ouvriers et à notre atelier équipé de tours, de centres de fraisage et de rectifieuses. L'un de nos tours est même équipé d'un système de commande CNC de Siemens, afin de fiabiliser le processus de correction des profils de roues dentées. »

Technique et esprit d'équipe

Lorsqu'on lui demande ce qui rend le travail aux ateliers du glacier de l’Eiger si spécial, H. Inäbnit répond : « C'est un environnement passionnant et varié. D'une part, les chemins de fer à crémaillère offrent de nombreux défis technologiques, de l'aménagement intérieur des voitures à la chaîne cinématique. Une révision des engrenages par exemple, que nous faisons toujours sur place, est très complexe. Nous faisons ici pratiquement tout le travail qui se présente et passons peu de commandes dans la vallée. Nous sommes pour ainsi dire autosuffisants à 90 %. D'autre part, l'esprit d'équipe est remarquable : nous veillons les uns sur les autres. Nous pouvons, et devons, compter les uns sur les autres. L'environnement est exigeant. En cas de tempête par exemple, alors que les forces de la nature se font sentir directement sur la peau, le travail peut rapidement devenir très inconfortable. Puis il y a les bons côtés, comme terminer une journée de travail par une descente à skis ou à VTT. C'est comme une récompense. » Des conditions de travail idéales pour H. Inäbnit donc, qui apprécie le travail aux ateliers depuis 35 ans.

De la Thurgovie au glacier de l'Eiger

Le fabricant des composants actuels des trains de la Jungfrau est Stadler Rail, anciennement SLM. Les équipes de Stadler Rail et des ateliers du glacier de l'Eiger échangent en permanence leurs expériences sur les développements technologiques et la modernisation des chemins de fer à crémaillère. Stadler est le seul fabricant de chemins de fer à crémaillère au monde. « Les spécialistes de Stadler apprécient l'expérience que nous acquérons ici sur place et utilisent le savoir-faire qui en découle pour développer de nouveaux composants de train. Nous sommes contents de cette collaboration et un peu fiers aussi », précise H. Inäbnit.

Tâches classiques de maintenance

Alors que l'équipe éditoriale du SMM était sur place, la révision de plusieurs bogies venait d'être achevée, parallèlement à celle de la carrosserie des voitures. Un bogie est l'unité motrice sur laquelle reposent les voitures de train. Il est alimenté par un moteur électrique (300 kW, 4500 min-1) et possède deux systèmes de freinage indépendants et inépuisables. Le premier est un frein de transmission rapide sur l'arbre moteur, dont la vitesse périphérique maximale est d'environ 340 km/h. Un réducteur multi-étagé avec un rapport de transmission de 15,7:1 est bridé et entraîne l'engrenage et l'arbre d'essieu. Le deuxième frein se trouve sur l'arbre d'essieu, dont la vitesse correspond à celle de l'arbre de transmission.

« Une grande majorité de nos tâches sont liées à des éléments à haut risque d’un point de vue sécurité. Pour les travaux d'inspection, nous devons nous conformer aux directives de l'Office fédéral des transports et aux plans d'inspection. Nous faisons de la maintenance préventive afin de pouvoir catégoriquement exclure tout problème technique dans le tunnel ferroviaire de la Jungfrau, en raison d'une rupture de stock par exemple », explique H. Inäbnit.

Plus de passagers signifie plus d'entretien

Transporter plus de passagers nécessitait une augmentation de la productivité des trains (de leur capacité de transport donc), ce qui se traduisit par la nécessité de moderniser les rames. Pour acheminer plus d'un million de personnes par an jusqu'au Jungfraujoch, il a également fallu augmenter les horaires de fonctionnement des trains ainsi que leur fréquence de circulation, ce qui a eu un impact sur l'éventail des travaux des ateliers.

H. Inäbnit explique : « Jusqu'à présent, l'aller-retour entre la Kleine Scheidegg et le Jungfraujoch durait deux heures. Aujourd'hui ce n'est plus qu'une heure et demie. Des études de faisabilité ont bien entendu été réalisées au préalable. Nous travaillons en collaboration avec Stadler Rail et vérifions les profils de vitesse réalisables sur l'itinéraire. La sécurité est toujours la première priorité. La diminution du temps de trajet de deux heures à une heure et demi correspond à un accroissement énorme du rendement sur cette route. Il a fallu augmenter les performances motrices et de freinage des trains. C'était un véritable défi. La pente à 25 % sur laquelle les trains roulaient à une vitesse maximale de 20 km/h peut aujourd'hui être parcourue à une vitesse de 28 km/h. Et la vitesse maximale atteinte sur le trajet est maintenant de 33 km/h au lieu de 28 km/h. »

Amélioration des performances

Les huit rames doubles existantes ont donc été entièrement reconstruites et modernisées. La puissance des moteurs a été augmentée de 200 à 300 kW (facteur de marche de 100 %, puissance nominale), avec des pointes maximales à 400 kW (facteur de marche de 40 %). Un projet ambitieux réalisé avec Stadler Rail.

« Pour nous, plus de passagers signifie plus de kilomètres en même temps, donc plus d'usure et plus de maintenance et de révisions, que nous devons planifier avec précision afin de continuer à garantir la sécurité de l'opération du chemin de fer. À titre d'exemple, le remplacement d'un engrenage se fait maintenant tous les 8 ans, contre tous les 10 ans auparavant », résume H. Inäbnit.

Un nouveau système de freinage

Dans le cadre de l'amélioration des performances des trains, il a également fallu adapter le système de freinage en tenant compte du fait que la puissance nécessaire évolue de manière quadratique par rapport à l'augmentation de la vitesse. Coté sécurité, H. Inäbnit ajoute : « Le système fonctionne de telle manière que si la décélération induite par le premier système de freinage n'est pas suffisante, le second système intervient automatiquement. »

Freinage d'urgence tous les trois mois

Tous les trois mois, un test de freinage d'urgence est effectué sur tous les véhicules. À l'occasion d'un freinage rapide, jusqu'à 15 tonnes reposent sur une dent. La particularité des trains à crémaillère ? Si le freinage est trop important, la composante de force verticale due à l'angle de pression de 20° des dents de l'engrenage peut devenir telle que la roue dentée se détache de la crémaillère. Il est par conséquent particulièrement important que la décélération maximale soit contrôlée.

Les tambours de frein sont conçus de telle sorte qu'ils ne présentent qu'une usure minimale et ont une durée de vie d'environ 700 000 km, équivalant dans les conditions actuelles d'utilisation à 20 ans. Si le ralentissement est trop faible, les rubans peuvent être remplacés en deux jours ouvrables.

Nouveau système de lubrification

L'une des autres difficultés liées à l'augmentation de la vitesse des trains, et par conséquent à la plus grande vitesse de rotation des pignons, est que le système de lubrification a dû être repositionné.

H. Inäbnit détaille : « Jusqu'à présent, nous appliquions le lubrifiant entre la roue dentée et la crémaillère directement sur la roue au moyen d'un système de lubrification air/huile. Lors des premiers voyages d'essai, nous avons remarqué qu'en raison de la plus grande vitesse de rotation des essieux, une grande partie du lubrifiant était éjectée de l'engrenage. Cela signifiait que la fiabilité de la lubrification n'était plus garantie. »

Il a donc fallu changer de concept : le lubrifiant est maintenant pulvérisé directement sur la crémaillère. H. Inäbnit ajoute : « Dit ainsi, cela semble relativement simple. Mais lorsque nous modifions un train et effectuons des essais, nous le faisons parallèlement au fonctionnement quotidien de la ligne. Vous pouvez donc mesurer l'effort que représente pour nous ce type de changement. »

Difficultés hivernales

Le sujet ne s'arrête pas là : en hiver, la lubrification du système roue dentée-crémaillère s’avère problématique. En effet, la neige et les cristaux de glace ont un effet abrasif sur le film lubrifiant.

« Par temps neigeux, un trajet complet nettoie le profil de l’engrenage. Il n'y a donc plus de lubrifiant entre la roue et la crémaillère, et les frottements et l'usure augmentent. Cette situation est particulièrement difficile à gérer, d'autant que pour des questions environnementales, la quantité de lubrifiant utilisée doit être limitée. Nous faisons donc varier la lubrification en fonction de la sollicitation et des conditions : lorsque les trains circulent dans des zones ouvertes et escarpées, une lubrification intensive est nécessaire. Dans le tunnel en revanche, c'est moins problématique car on est bien moins exposé aux intempéries », explique H. Inäbnit.

La difficulté d'obtenir des pièces de rechange

Les employés des ateliers du glacier de l’Eiger sont confrontés à des délais de livraison considérablement longs pour les pièces de rechange. Ces pièces sont souvent très peu demandées et ne sont produites que sur commande. H. Inäbnit raconte : « Pour être livré à temps, je dois commander un an à l'avance, voire plus.

Confrontés à de tels délais de livraison, nous disposons d'un plan d'inspection précis qui détermine quand nous devons remplacer les pièces en fin de vie de quels ensembles. Dans le cas des roulements, on se base sur des valeurs empiriques et/ou des calculs de durée de vie en accord avec les réglementations de sécurité de l'industrie ferroviaire. Nous devons absolument éviter de bloquer le fonctionnement de la ligne suite à la défaillance inattendue d'un composant important pour la sécurité des passagers. Nous avons donc des pièces de rechange en stock et tenons des registres détaillés. »

Production de pièces spéciales

Les anciens véhicules ferroviaires toujours en service sont un cas particulier, comme le précise H. Inäbnit : « Nous avons des véhicules de plus de 100 ans qui fonctionnent encore sur la technologie des paliers lisses. Nous devons alors souvent fabriquer nous-même les pièces de rechange nécessaires. Pour les paliers lisses de grande taille par exemple, nous les faisons mouler sur la base de dessins de conception. Quand il n'y a pas de dessins disponibles, nous devons les créer nous-mêmes dans le système de CAO. Le tournage et le grattage manuel des rainures de graissage des paliers lisses se font directement ici aux ateliers. Nous avons encore deux spécialistes qui maîtrisent le processus. »

Des employés fidèles...

« Trouver de bons employés n'est pas facile, car les conditions ici, y compris le trajet entre le domicile et le lieu de travail, sont tout sauf normales. Jusqu'à il y a 30 ans, les employés vivaient aux ateliers pendant la semaine. À cette époque, les employés ne restaient souvent que 2 ou 3 ans puis cherchaient un emploi dans la vallée. Aujourd'hui nous comptons en partie le trajet domicile-travail comme temps de travail, de sorte que nos employés peuvent aussi mener une vie privée normale. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'ancienneté a augmenté ces dernières années », explique H. Inäbnit.

L'ancienneté est un point d'autant plus important que la période de formation aux technologies utilisées aux ateliers est relativement longue. D'un point de vue compétences, il faut des spécialistes polyvalents et motivés : les polymécaniciens, les électriciens et les automaticiens sont les mieux qualifiés. H. Inäbnit ajoute : « Nous formons un polymécanicien par an et avons quatre stagiaires dans l'équipe. C'est quelque chose de particulier pour ces jeunes d'effectuer leur formation dans les ateliers les plus élevés d'Europe. Nos employés sont très fiables et surtout extrêmement polyvalents. Cela a un effet positif sur leur curriculum vitae. »

... et robustes

En plus du travail technique, les ateliers du glacier de l’Eiger sont chargés de déneiger les lignes. Comme cette tâche commence tôt le matin, les employés qui en sont responsables doivent passer la nuit sur le glacier. H. Inäbnit ajoute : « Toute l'équipe doit aussi être assurée d'un hébergement sur le moyen terme au cas où le temps tourne, y compris nourriture et boissons. Quiconque s'adresse à nous doit aimer les montagnes et être de nature résistante. »

On peut donc dire que si le chemin de fer de la Jungfrau annonce un nouveau record de plus de 1,2 million de passagers, c'est aussi parce que l'équipe des 15 employés des ateliers du glacier de l'Eiger fait un travail remarquable, peu importe le temps.

MSM

(ID:46741564)