Rapport final du Service suisse d'enquête de sécurité … · Moyen de transport Chemin de fer Entreprises impliquées ... Le SESE recommande à l’OFT de faire compléter le système

Schweizerische Sicherheitsuntersuchungsstelle SUST

Service suisse d’enquête de sécurité SESE

Servizio d’inchiesta svizzero sulla sicurezza SISI

Swiss Transportation Safety Investigation Board STSB

Service suisse d’enguête de sécurité SESE

3003 Berne

Tel. +41 58 466 33 00, Fax +41 58 466 33 01

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Rapport final

du Service suisse

d'enquête de sécurité SESE

sur deux ruptures d'essieux surve-nues sur les automotrices n° 3 et n° 5

du 11 et du 27 juillet 2017

entre Le Locle et les Brenets (NE)

N° reg. 2017072701

Rapport final N° reg: 2017072701

Service suisse d'enquête de sécurité Page 2 de 19

Remarque générale concernant ce rapport

Le présent rapport a été exclusivement établi dans le but de prévenir les accidents et les incidents graves survenant lors de l'exploitation de chemins de fer, d'installations de trans-port à câble et de bateaux. Selon l'article 15 de la loi fédérale sur les chemins de fer (LCdF, RS 742.101) l'appréciation juridique des circonstances et des causes ne fait pas l'objet de la présente enquête.

Ce rapport ne vise donc nullement à établir des responsabilités ni à élucider des questions de responsabilité civile.



Table des matières

Résumé ................................................................................................................................. 5

Aperçu ................................................................................................................................... 5

Enquête ................................................................................................................................. 5

Présentation succincte ........................................................................................................... 5

Cause .................................................................................................................................... 6

Recommandation de sécurité ................................................................................................ 6

1 Faits établis .............................................................................................................. 7

1.1 Plan de situation....................................................................................................... 7

1.2 Généralités et déraillement du 26 juillet 2016 ........................................................... 8

1.2.1 Généralités ........................................................................................................ 8

1.2.2 Déraillement du 26 juillet 2016 .......................................................................... 8

1.3 Déroulement de l'évènement .................................................................................... 8

1.3.1 Rupture d'essieu du 11 juillet 2017 .................................................................... 8

1.3.2 Rupture d'essieu du 27 juillet 2017 .................................................................... 8

1.4 Dommages ............................................................................................................... 9

1.4.1 Personne ........................................................................................................... 9

1.4.2 Infrastructure ..................................................................................................... 9

1.4.3 Véhicules........................................................................................................... 9

1.5 Personnes impliquées et concernées ....................................................................... 9

1.5.1 Personnel ferroviaire ......................................................................................... 9

1.6 Entreprises concernées ............................................................................................ 9

1.6.1 Infrastructure ..................................................................................................... 9

1.6.2 Entreprise de transport .................................................................................... 10

1.6.3 Propriétaire du véhicule ................................................................................... 10

1.7 Infrastructure .......................................................................................................... 10

1.8 Véhicules ............................................................................................................... 10

1.8.1 Automotrice n° 3 .............................................................................................. 10

1.8.2 Automotrice n° 5 .............................................................................................. 10

1.9 Avis de service transN............................................................................................ 10

1.10 Examens particuliers .............................................................................................. 10

1.10.1 Inspection de l'essieu de l’automotrice n° 3 ..................................................... 10

1.10.2 Inspection de l’essieu de l’automotrice n° 5 ..................................................... 11

2 Analyse .................................................................................................................. 12

2.1 Aspects techniques ................................................................................................ 12

2.2 Aspects d'exploitation ............................................................................................. 12

3 Conclusions ........................................................................................................... 13

3.1 Faits établis ............................................................................................................ 13

3.1.1 Aspects techniques ......................................................................................... 13



3.1.2 Aspects d’exploitation ...................................................................................... 13

3.2 Cause .................................................................................................................... 13

4 Recommandation de sécurité et mesures prises après l'accident ........................... 14

4.1 Recommandation de sécurité du rapport intermédiaire du 5 août 2017 .................. 14

4.1.1 Déficit de sécurité ............................................................................................ 14

4.1.2 Recommandation de sécurité n° 128 ............................................................... 14

4.2 Recommandation de sécurité découlant du présent rapport ................................... 15

4.3 Mesures prises depuis l'accident ............................................................................ 15



Résumé

Aperçu

Moyen de transport Chemin de fer

Entreprises impliquées

Gestionnaire d'infrastructure Transports Publics Neuchâtelois SA, La Chaux-de-Fonds Entreprise de transport Transports Publics Neuchâtelois SA, La Chaux-de-Fonds

Véhicules impliqués Automotrices à voie métrique BDe 4/4 n° 3 et 5

Lieu Entre Le Locle et Les Brenets (NE)

Dates 11 et 27 juillet 2017

Enquête

Suite à l'annonce de la rupture d'essieu du 11 juillet 2017, le SESE a inspecté l'automotrice n° 3, le 17 juillet 2017. Les bogies de l’automotrice ont ensuite été envoyés auprès de l’entre-prise Stadlerrail AG pour démontage.

Suite à l'annonce de la deuxième rupture d'essieu du 27 juillet 2017, le SESE s'est rendu le 2 août 2017 en gare des Brenets pour inspecter le bogie déraillé de l'automotrice n° 5. L'essieu défectueux s'est rompu au même endroit que celui de l’automotrice n° 3.

Le 8 août 2017, le SESE a émis un rapport intermédiaire.

Dès le 26 juillet 2017, les automotrices ont été retirées de l’exploitation et le service voyageur Le Locle – Les Brenets transféré du rail à la route.

Le 29 août 2017, le SESE a assisté, chez Stadlerrail AG, au démontage de l'essieu de l’auto-motrice n° 3 et inspecté l’essieu rompu.

L’enquête se base sur les éléments et documents suivants :

Constatations faites sur les automotrices n° 3 et n° 5 ;

Constatations faites sur l’essieu analysé chez Stadlerrail AG ;

Les résultats de l’analyse Qualitech effectuée dans le cadre du rapport final d’enquête N° reg: 2016072601 sur le déraillement d’un train voyageur aux Brenets ;

La documentation reçue des Transports Publics Neuchâtelois SA (transN).

Présentation succincte

Première rupture d'essieu

Le mardi 11 juillet 2017, peu après la sortie de la gare des Brenets, le mécanicien du train 23 a constaté des vibrations sous l'automotrice BDe 4/4 n° 3. Le mécanicien a rapatrié le train en gare des Brenets. Lorsque le service technique transN a manœuvré l'automotrice depuis la gare des Brenets en direction du dépôt pour effectuer un contrôle, le premier essieu du bogie 1 s'est rompu.

Deuxième rupture d'essieu

Le jeudi 27 juillet 2017, le mécanicien du train 10 a ressenti des vibrations sous l'automotrice BDe 4/4 n° 5. Il a réduit la vitesse à environ 5 km/h. Peu après, il a constaté que les vibrations s'amplifiaient. Le train a été rapatrié jusqu'à la gare des Brenets, où le service technique a constaté la rupture d'un essieu.



Cause

Les ruptures des essieux des automotrices n° 3 et 5 sont dues à un usinage inadéquat de l’axe d’essieu.

Ont contribué à la rupture des essieux :

la disposition inadéquate de la rainure de clavette sur l’axe d’essieu ;

les angles vifs présents à l’intersection de la rainure de clavette et du rayon reliant les portées de la couronne d’entraînement et du corps de roue ;

l’absence d’un rayon défini entre la base et les flancs de la rainure de clavette.

Recommandation de sécurité

Avec le rapport intermédiaire, remis le 8 août 2017, à l’Office fédéral des transports (OFT), une recommandation de sécurité a été émise.

Avec le présent rapport, aucune nouvelle recommandation de sécurité n’est émise.



1 Faits établis

1.1 Plan de situation

Illustration 1: Ligne Le Locle-Les Brenets. Source des cartes: Office fédéral de topogra-phie.

Gare des Brenets

Gare du Locle



1.2 Généralités et déraillement du 26 juillet 2016

1.2.1 Généralités

Les Transports Publics Neuchâtelois SA exploitent la ligne ferroviaire à voie étroite Le Locle–Les Brenets. Les automotrices BDe 4/4 n° 2 à 5 qui circulent sur cette ligne ont été mises en service dans les années 1950. Le même type d'essieu équipe les automotrices BDe 4/4 n° 2 à 5 ainsi que les voitures de commande Bt n° 11 et 12.

1.2.2 Déraillement du 26 juillet 2016

Le mardi 26 juillet 2016 à 7h22, le train 6 Le Locle - Les Brenets, formé de l’auto-motrice BDe 4/4 n° 5, a déraillé en pleine voie, au point kilométrique 2.100, des suites de la rupture de l’axe du premier essieu dans le sens de marche.

Ce déraillement a fait l’objet d’un rapport intermédiaire et du rapport final d’enquête SESE n° reg. 2016072601.

Les recommandations de sécurité suivantes ont été émises dans le cadre de cette enquête :

Recommandation de sécurité n° 105 (rapport intermédiaire du 7 octobre 2016)

Le SESE recommande à l’OFT de faire procéder au remplacement des es-sieux avec une rainure de clavette non conforme.

Recommandation de sécurité n° 126 (rapport final du 24 août 2017)

Le SESE recommande à l’OFT de faire procéder, lors de la commande d’es-sieux de remplacement, au calcul de dimensionnement de ces essieux.

Recommandation de sécurité n° 127 (rapport final du 24 août 2017)

Le SESE recommande à l’OFT de faire compléter le système de management de la sécurité de transN pour y inclure le processus de la gestion de l’obso-lescence des pièces de sécurité du matériel roulant.

1.3 Déroulement de l'évènement

1.3.1 Rupture d'essieu du 11 juillet 2017

Le mardi 11 juillet 2017, peu après la sortie de la gare des Brenets, le mécanicien du train 23 a constaté des vibrations sous l'automotrice BDe 4/4 n° 3. Il a immobi-lisé son train. Conformément à l'avis de service transN 45/2016 (annexe 2), établi à la suite du déraillement du 26 juillet 2016, le mécanicien a rapatrié le train 23 en gare des Brenets. Lorsque le service technique transN a manœuvré l'automotrice depuis la gare des Brenets en direction du dépôt pour effectuer un contrôle, le premier essieu du bogie 1 s'est rompu.

1.3.2 Rupture d'essieu du 27 juillet 2017

Le jeudi 27 juillet 2017 vers 9h20, aux environs du kilomètre 2.5, le mécanicien du train 10 a ressenti des vibrations sous l'automotrice BDe 4/4 n° 5. Il a réduit la vitesse à environ 5 km/h. Vers le point kilométrique 3.3, il a constaté que les vibra-tions s'amplifiaient. Le mécanicien a coupé la traction. L'automotrice s'est immobi-lisée. Le mécanicien a ensuite rapatrié son train jusqu'à la gare des Brenets avec une vitesse maximale de 5 km/h. En gare, le service technique a constaté la rup-ture d'un essieu.



1.4 Dommages

1.4.1 Personne

Néant.

1.4.2 Infrastructure

Néant.

1.4.3 Véhicules

Légers dégâts au carter d’engrenage. Les deux axes d'essieu se sont rompus entre la roue et la couronne dentée d’entraînement, à l’angle droit de cette der-nière.

Illustration 2 : photo de la rupture d’essieu de l'automotrice n° 5. Flèche orange: corps de roue, flèche bleue: carter d'engrenage avec couronne dentée.

1.5 Personnes impliquées et concernées

1.5.1 Personnel ferroviaire

Les deux cas de rupture d'essieu découlant d'une défectuosité technique du ma-tériel, le personnel roulant n'est pas directement impliqué et, de ce fait, pas nom-mément mentionné dans ce rapport.

1.6 Entreprises concernées

1.6.1 Infrastructure

Transports Publics Neuchâtelois SA, La Chaux-de-Fonds



1.6.2 Entreprise de transport


1.6.3 Propriétaire du véhicule


1.7 Infrastructure

Sans objet.

1.8 Véhicules

Automotrices BDe 4/4 n° 3 et 5, mises en service en 1950.

1.8.1 Automotrice n° 3

Essieu n° 74838 TPF 2010-01, placé en position 1 sous l’automotrice

Depuis sa mise en service en 2006, cet essieu a parcouru environ 320 000 km.

1.8.2 Automotrice n° 5

Essieu sans n° d'identification, placé en position 1 sous l’automotrice

Depuis sa mise en service en 2013, cet essieu a parcouru environ 140 000 km.

1.9 Avis de service transN

Par principe de précaution, suite à la rupture d'essieu survenue le 26 juillet 2016, transN a émis, le 19 décembre 2016, un avis de service (annexe 2), qui stipule qu'en cas de problème ou de bruit suspect sur les véhicules, le train doit être arrêté et les voyageurs évacués. Le train devra être, dans la mesure du possible, rapatrié « au dépôt en matériel vide ».

1.10 Examens particuliers

1.10.1 Inspection de l'essieu de l’automotrice n° 3

L’inspection de l’essieu n° 74838 TPF 2010-01 du 29 août 2017 chez Stadlerrail à Bussnang a permis de déterminer les éléments suivants :

La rupture d’essieu s’est produite à l’emplacement du rayon qui relie la portée de calage de la couronne dentée et celle du corps de roue (annexe 1, illustra-tion 3) ;

L’image de la rupture (annexe 3, illustrations 5 et 6) est semblable à la rupture

de l’essieu du 26 juillet 2016 et analysée par Qualitech SA1 (annexe 5, illus-trations 9) ;

Les fissures partent de la rainure de clavette et se dirigent vers la zone de rupture brutale ;

1 Entreprise mandatée par le SESE pour l’analyse métallurgique de l’essieu cassé le 26 juillet 2016



La rainure de clavette engage le rayon qui relie la portée de la couronne den-tée et celle du corps de roue et forme à cet endroit des angles saillants ;

La rupture brutale touche environ un cinquième de la section de l’axe (an-nexe 3, illustrations 5 et 6).

1.10.2 Inspection de l’essieu de l’automotrice n° 5

Les constatations faites sur l’essieu qui ne porte pas de numéro d'identification sont semblables à celles observées sur l’essieu 74838 rompu de l’automotrice n° 3.



2 Analyse

2.1 Aspects techniques

L’image de la rupture des essieux n° 74838 et de l'essieu sans n° d'identification est semblable à la rupture d’essieu du 26 juillet 2016. Les traces de fissures partent de la rainure de clavette et se dirigent vers le centre de l’axe. Au moment de la rupture des essieux, seul environ un cinquième de la section de l’axe n’était pas fissurée.

La similitude des trois ruptures d’essieu démontre un défaut systématique dû es-sentiellement au fait que la rainure de clavette engage le rayon qui relie la portée de la couronne dentée et celle du corps de roue et forme à cet endroit des angles saillants, qui favorisent l’amorce de fissures.

2.2 Aspects d'exploitation

La mise en pratique de l’avis transN n° 45/2016 par les mécaniciens des automo-trices n° 3 et 5 a permis de limiter les dégâts aux automotrices et à l’infrastructure ferroviaire.



3 Conclusions

3.1 Faits établis

3.1.1 Aspects techniques

Les deux axes d’essieu se sont rompus entre la roue et la couronne d’entraî-nement, à l’emplacement du rayon qui relie la portée de la couronne dentée et la portée du corps de roue.

Les axes présentent des fissures distinctes qui partent de la rainure de cla-vette et se dirigent vers le centre de l’axe.

La rupture brutale se limite à environ un cinquième de la section de l’axe.

L’essieu n° 74838 TPF 2010-01 a été monté en 2006 sous l’automotrice n° 3 et a parcouru environ 320'000 km jusqu’à sa rupture.

L’essieu sans n° d'identification a été monté en 2013 sous l’automotrice n° 5 et a parcouru environ 140'000 km jusqu’à sa rupture.

L’image de la rupture de ces axes d’essieu est tout à fait semblable à celle de la rupture d’essieu du 26 juillet 2016 (annexe 4, illustration 7).

3.1.2 Aspects d’exploitation

Dans les deux cas de rupture, les mécaniciens ont agi avec circonspection et réduit la vitesse du train à environ 5 km/h à l’apparition des vibrations anor-males des automotrices.

3.2 Cause

Les ruptures des essieux des automotrices n° 3 et 5 sont dues à un usinage ina-déquat de l’axe d’essieu.

Ont contribué à la rupture des essieux :

la disposition inadéquate de la rainure de la clavette sur l’axe d’essieu ;

les angles vifs présents à l’intersection de la rainure de clavette et du congé reliant les portées de la couronne dentée et du corps de roue.



4 Recommandation de sécurité et mesures prises après l'ac-cident

4.1 Recommandation de sécurité du rapport intermédiaire du 5 août 2017

Concernant les recommandations de sécurité, la législation suisse prévoit dans l’ordonnance sur les enquêtes de sécurité en cas d’incident dans le domaine des transports (OEIT) la réglementation suivante :

« Art. 48 Recommandations en matière de sécurité

1 Le SESE adresse les recommandations en matière de sécurité à l’office fédéral compétent et en informe le département compétent. En cas de problèmes de sécurité urgents, il informe immédiatement le département compétent. Il peut donner son avis sur les rapports de mise en œuvre de l’office fédéral à l’attention du département compétent.

2 Les offices fédéraux informent périodiquement le SESE et le département com-pétent de la mise en œuvre des recommandations ou des raisons pour les-quelles ils ont renoncé aux mesures.

3 Le département compétent peut adresser des mandats de mise en œuvre à l’office fédéral compétent. »

Le SESE publie les réponses de l’office fédéral compétent ou des autorités de surveillance étrangères sur son site (www.sust.admin.ch), offrant de la sorte un aperçu quant au degré de mise en œuvre de la recommandation de sécurité correspondante.

4.1.1 Déficit de sécurité

En matière de sécurité, les essieux font partie des éléments primordiaux des or-ganes de roulement. Ils doivent assurer la sécurité de marche des véhicules.

Au vu du nombre de ruptures qui se sont produites dans un laps de temps aussi court, sur une série de véhicules identiques, le risque potentiel d'autres ruptures d'essieu est latent.

4.1.2 Recommandation de sécurité n° 128

Le SESE recommande à l’OFT, de faire procéder à la mise hors service des auto-motrices transN BDe 4/4 n° 2 à 5, jusqu'au remplacement de tous les essieux ac-tuellement en service.



4.2 Recommandation de sécurité découlant du présent rapport

Aucune.

4.3 Mesures prises depuis l'accident

Les mesures portées à la connaissance du SESE sont listées ci-dessous sans commentaire.

En date du 8 août 2017, l'OFT a communiqué à transN la charge suivante concer-nant la mise en œuvre de la recommandation de sécurité n° 128:

TransN retire du service les automotrices BDe 4/4 n° 2 à 5 jusqu'au rempla-cement des essieux-axes actuels.

La remise en service des véhicules modifiés est soumise à l'obtention d'une nouvelle autorisation d'exploiter selon la directive "Homologation des véhi-cules ferroviaires".

Les automotrices n° 2 à 5 ont été retirées du service par transN.

TransN a transmis à l’OFT le dossier de sécurité pour l’homologation de nouveaux axes d’essieu.

Ce rapport final a été approuvé par la commission du Service suisse d’enquête de sécurité SESE (art. 10 lit. h de l’Ordonnance sur les enquêtes de sécurité en cas d’incident dans le domaine des transports du 17 décembre 2014).

Berne, 15 mai 2018 Service suisse d'enquête de sécurité



Annexe 1

Dessin de l'essieu

Illustration 3 : Dessin de l'axe d'essieu. Dessin d'exécution de la dernière commande transN. Flèche orange: emplacement du corps de roue. Flèche bleue: emplacement de la couronne dentée. Rouge: zone de rupture.



Annexe 2

Avis de service TransN 45/2016

Illustration 4 : Avis de service TransN du 19 décembre 2016



Annexe 3

Essieu 74383 de l’automotrice n° 5

Illustration 5 : section de l’axe côté corps de roue

Illustration 6 : section de l’axe côté couronne dentée



Annexe 4

Rupture d’essieu du 26 juillet 2016, analyse métallurgique (Qualitech SA)

Illustration 7 : Détail de la rupture. Jaune : départs des fissures. Rouge : développement des fissures. Vert : zone de la cassure finale.

Documents

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