La connaissance de l'effort de contact entre le pantographe et la
caténaire est un élément essentiel de l'évaluation de la
qualité du captage du courant. La SNCF étudie cet effort pour
qualifier le matériel et les infrastructures nouvelles, ou en vue de
détecter les défauts dans la caténaire.
La méthode de mesure utilisée jusqu'à présent, basée sur
une hypothèse d'archet rigide, a une bande passante limitée bien en
deçà de la première fréquence propre de l'archet.
Pour franchir cette limitation, notamment pour les trains à grande
vitesse, et pour la détection de défaut par analyse de la signature
vibratoire, une nouvelle méthodologie, basée sur la prise en compte
des modes propres de l'archet, est proposée. Vibratec développe
depuis plusieurs années des méthodes inverses [6,7] pour remonter
aux efforts injectés à partir des vibrations mesurées.
L'originalité du contact pantographe caténaire réside dans le
fait que la position du point de contact est une inconnue du problème.
La méthode inverse utilisée est basée sur l'analyse modale des
premiers modes de l'archet. L'écriture de l'équilibre dynamique de
l'archet permet d'aboutir à un système d'équations dont la
résolution donne le module de l'effort et son point d'application. Les
résultats obtenus sur un dispositif expérimental de validation,
à partir d'une base modale limitée aux 3 premiers modes de l'archet,
montrent un gain important sur la bande utile de la mesure, qui passe de
45 Hz à 120 Hz. Par la suite, la bande passante pourra encore être
étendue en considérant davantage de modes de déformation de
l'archet. Un utilitaire a été développé sous Matlab pour la
mise en œuvre de la méthode à partir de données
expérimentales.