Rapport d'enquête ferroviaire R94W0019

Vingt-six des 81 wagons d'un train de marchandises du CN Amérique du Nord (CN) qui roulait vers l'est ont déraillé au point milliaire 102,55 de la subdivision Caramat, près de Longlac (Ontario). Il n'y a pas eu de blessé et aucune marchandise dangereuse n'a été mise en cause.

Le Bureau a déterminé que l'accident a été causé par la rupture d'un rail de raccord occasionnée par une fissuration verticale du champignon du rail. Il se peut que l'apparition et la propagation de la fissure verticale du champignon soient attribuables au choc des roues contre un joint boulonné qui avait du jeu.

1.1 L'accident

À 3 h 21, heure normale de l'Est (HNE), le train no 218-19 du CN Amérique du Nord (CN) a quitté le triage Armstrong, au point milliaire 243,8 de la subdivision Caramat, à destination du triage MacMillan de Toronto (Ontario), à l'est, après avoir subi les essais de freins et l'inspection voulus. On n'avait décelé aucune anomalie.

Le voyage s'est déroulé sans incident jusqu'à ce que le train parvienne au point milliaire 102,55, oû les freins d'urgence se sont déclenchés alors que le train roulait à environ 40 mi/h.

Après avoir pris les mesures d'urgence nécessaires, l'équipe du train a constaté que les 11e à 36e wagons inclusivement avaient déraillé.

Il n'y a pas eu de blessé et aucune marchandise dangereuse n'a été déversée.

1.2 Dommages au matériel

Les 26 wagons qui ont déraillé ont subi des dommages considérables.

1.3 Autres dommages

La voie principale a été démolie sur environ 360 pieds. Le circuit d'un signal automatique de passage à niveau situé au point milliaire 102,62 a aussi été détruit.

1.4 Renseignements sur le personnel

L'équipe du train se composait d'un chef de train et d'un mécanicien qui se trouvaient dans la locomotive de tête au moment du freinage d'urgence. Ils répondaient aux exigences de leurs postes respectifs et satisfaisaient aux exigences en matière de repos et de condition physique.

1.5 Renseignements sur le train

Le train se composait de 2 locomotives, de 28 wagons vides et de 53 wagons chargés. Il mesurait environ 5 520 pieds de long et pesait quelque 7 660 tonnes.

1.6 Particularités de la voie

Le déraillement s'est produit dans une courbe à droite de deux ° dans le sens du mouvement qui avait une pente descendante de 0,32 p. 100. La vitesse maximale permise pour les trains de marchandises était de 60 mi/h sur ce tronçon de la subdivision. Chaque jour, il passeenviron 22 trains dans la subdivision Caramat.

La superstructure de la voie se composait de longs rails soudés de 132 livres posés sur des traverses en bois dur et du ballast en laitier. La voie était en général en bon état. L'usure verticale du champignon et l'usure latérale combinées de 15 millimètres (mm) étaient conformes aux normes du CN.

La dernière inspection de la voie, effectuée par le superviseur adjoint de la voie à bord d'un camion rail-route, remontait au 17 janvier 1994. Aucune anomalie n'avait été décelée dans le secteur du déraillement.

Une voiture d'essais aux ultrasons de la Pandrol Jackson Technologies Inc. a balayé les rails du secteur du déraillement le 18 novembre 1993 sans déceler d'anomalie.

1.7 Méthode de contrôle du mouvement des trains

Dans la subdivision Caramat, le mouvement des trains est régi par le système de commande centralisée de la circulation (CCC) en vertu du Règlement d'exploitation ferroviaire du Canada (REF) et est dirigé par un contrôleur de la circulation ferroviaire (CCF) posté à Toronto.

1.8 Conditions météorologiques

Le ciel était couvert, et il y avait une faible chute de neige. La visibilité était de six milles. Il soufflait un vent léger, et la température était de moins 18 ° C.

1.9 Renseignements sur le lieu de l'événement

Le 11e wagon derrière les locomotives s'est immobilisé au sud de la voie, aux environs du point milliaire 102,3. À quelque 1 500 pieds à l'ouest, les 12e à 15e wagons inclusivement se trouvaient aussi au sud de la voie, et les 16e à 35e wagons inclusivement étaient coincés perpendiculairement à la voie. Le 36e wagon s'était immobilisé au passage à niveau situé au point milliaire 102,62. Il n'y avait pas de marques sur la plate- forme, les traverses ou les rails menant au point milliaire 102,62.

Les wagons endommagés ont répandu du blé, du zinc, du spelter (zinc impur) et du nitrite d'urée.

Des morceaux d'un rail de raccord de 19 pieds ont été trouvés à environ 700 pieds à l'est du passage à niveau situé au point milliaire 102,62. On avait relié ce rail au rail voisin de 132 livres par des éclisses de raccord de 132 et de 136 livres pour compenser la variation de 3 mm dans l'usure des rails.

Les trous des éclisses de raccord, et notamment le trou no 2, montraient des signes d'ovalisation et d'usure excessive sur la surface intérieure. À l'origine, il n'y avait que deux trous percés en usine par about de rail, et on avait prévu de procéder à une soudure de chantier pour éliminer le joint. Par la suite, comme la soudure de chantier n'avait pas été effectuée, on avait percé un troisième trou et posé des boulons. Ces derniers étaient gravement déformés, et le dessous du champignon du rail était usé à proximité du joint.

1.10 Essais et recherche

Les enquêteurs du BST ont examiné les morceaux du rail rompu à Longlac, puis les ont envoyés à CANAC Technologies ferroviaires (CANAC) à Saint-Laurent (Québec) pour qu'ils soient examinés en laboratoire.

La société CANAC est arrivée aux conclusions suivantes :

1. Le champignon du rail s'est rompu le long d'une fissure verticale du champignon, ce qui a produit des moments de flexion élevés dans l'âme du rail et déclenché la fissuration de l'âme à la hauteur des trous d'éclissage.
2. La formation de la fissure verticale du champignon du rail de raccord s'est produite quelque temps avant le déraillement.
3. Le détachement progressif de petits morceaux du rail sous le choc des roues a créé un vide important qui a fini par causer le déraillement.

2.1 Introduction

L'exploitation du train était conforme aux instructions de la compagnie et aux normes de sécurité du gouvernement. Le déraillement et la séparation du train ont été soudains et imprévus. L'analyse se concentrera sur les facteurs étrangers à l'exploitation du train qui ont permis de déterminer la cause de l'accident.

2.2 Examen des faits

2.2.1 Matériel

Avant le point oû la destruction de la voie a débuté, la voie et la plate-forme ne portaient pas de marques indiquant qu'une roue avait chevauché le rail ou qu'une défaillance du matériel, telle la rupture d'une roue ou d'un essieu, avait causé le déraillement.

2.2.2 Rupture du rail de raccord

Le champignon du rail de raccord s'est rompu le long d'une fissure verticale du champignon; après quoi il s'est produit une fissuration horizontale de l'âme du rail le long des trous d'éclissage. La désintégration progressive de parties du rail de raccord, liée aux chocs subis au passage des roues, a créé un tel vide dans le rail qu'un déraillement est survenu.

2.2.3 Joint du rail de raccord

L'usure considérable du dessous du champignon du rail témoigne de contraintes verticales et longitudinales importantes qui ont probablement résulté du jeu existant dans le joint et du choc répété des roues contre les abouts de rail. Il se peut que ces contraintes et ces chocs soient à l'origine de l'apparition ou de la propagation de la fissure verticale du champignon.

2.2.4 Détection des défaillances de rail

La voiture d'essais aux ultrasons de la Pandrol Jackson Technologies Inc. n'a pas décelé de défaillances au point miliaire 102,55 le 18 novembre 1993. Comme l'apparition et l'extension d'une fissure verticale de champignon sont imprévisibles, il est impossible d'évaluer les chances pour que ce genre de défaillance ait existé en novembre.

1. L'exploitation du train était conforme aux instructions de la compagnie et aux normes de sécurité du gouvernement.
2. Le déraillement a été causé par la rupture d'un rail sous le train au niveau d'une fissure verticale du champignon qui existait déjà avant l'accident.
3. Il se peut que la fissure verticale du champignon soit apparue et se soit propagée par suite du jeu du rail de raccord et du choc des roues contre ce rail.
4. Deux mois avant le déraillement, le matériel d'essais aux ultrasons des rails n'a décelé aucune fissuration verticale du champignon sur le lieu du déraillement.
5. L'apparition et la propagation d'une fissure verticale de champignon sont imprévisibles, et il est impossible d'évaluer les chances pour que cette défaillance ait existée au point de rupture au moment de l'essai aux ultrasons.

3.1 Cause

L'accident a été causé par la rupture d'un rail de raccord occasionnée par une fissuration verticale du champignon du rail. Il se peut que l'apparition et la propagation de la fissure verticale du champignon soient attribuables au choc des roues contre un joint boulonné qui avait du jeu.

4.1 Mesures prises

4.1.1 Essais des rails

Comme l'indique le rapport, les essais aux ultrasons n'ont pas permis de déceler une fissure verticale du champignon quelque deux mois avant l'événement. On n'a pas déterminé si cette défaillance de rail existait au moment de ces essais. Toutefois, par suite d'événements antérieurs oû le système de détection à ultrasons n'avait pas décelé des fissurations verticales du champignon, le Bureau a recommandé les quatre mesures suivantes au ministère des Transports :

En réponse à ces recommandations, Transports Canada a indiqué que les initiatives prises par les compagnies ferroviaires avaient amélioré la qualité de la détection des fissures verticales de champignon assez importantes en voie. On effectue maintenant des essais aux ultrasons plus souvent et on a amélioré la compétence des opérateurs des voitures d'inspection. L'industrie a aussi accru la connaissance des types de défaillances de rail et elle est maintenant plus apte à les déceler visuellement.

4.1.2 Amélioration de la détection des défaillances de rail

Ces cinq ou six dernières années, le CN a travaillé avec l'entrepreneur de détection des défaillances de rail à améliorer le procédé de détection des défaillances de rail. Leur travail a abouti à plusieurs innovations :

1. On a remplacé les chariots coulissants des véhicules de détection des défaillances de rail par des roues équipées de transducteurs.
2. La configuration et le nombre des transducteurs ont été améliorés.
3. Les données recueillies par les véhicules de détection des défaillances de rail sont maintenant commandées par logiciel d'ordinateur personnel pour assurer une meilleure gestion.
4. Les rapports de détection des défaillances de rail contiennent maintenant un champ «bon correctif» pour aider les superviseurs de la voie à remédier sur-le-champ à la défectuosité de rails conformément à la Circulaire sur les méthodes normalisées 3207 du CN.
5. Les véhicules de détection des défaillances de rail produisent maintenant un «rapport d'exception» pour que le superviseur de la voie procède à une inspection visuelle des endroits indiqués sur ce rapport.

De plus, le CN a chargé un expert de mettre au point un dispositif de contrôle d'émission acoustique fiable pour les soudures aluminothermiques et les soudures en bout par étincelage, ce qui permettrait de déceler les soudures défectueuses et d'y remédier avant la mise en service des pièces mal soudées.

4.1.3 Programme de perfectionnement de l'inspection des rails

Le Centre de développement des transports dirige un programme conjoint d'essai et de mise au point de techniques d'inspection des rails avec la collaboration du CN, de Canadien Pacifique Limitée, de Tektrand International Inc., de Canac International Inc. et de Transports Canada.

Ce programme se concentrera sur les questions suivantes :

1. déterminer comment le matériel d'essais (d'avant-garde) et les techniques actuels suivent les recommandations et les normes fonctionnelles de l'American Rail Engineering Association (AREA);
2. examiner les méthodes de collecte et d'analyse de données que l'industrie emploie;
3. mettre au point un système informatique de renseignements pour améliorer les systèmes actuels de collecte de données de l'industrie;
4. mettre au point d'autres techniques pour améliorer les méthodes d'essais des rails dans l'avenir;
5. établir des services d'essai de laboratoire pour mettre au point et fournir un appareil à balayage qui permette de varier la position et la configuration des transducteurs et de contrôler ainsi les rails à une vitesse atteignant 36 pieds à la seconde. De plus, ces services concevraient et mettraient au point des sondes adaptées à l'appareil à balayage pour déterminer les défauts multiples, l'état de la table de roulement et celui des soudures sur les voies en alignement et en courbe.

Ce programme permettrait en particulier de déceler les défaillances internes comme les fissures verticales et horizontales de champignon, les défaillances transversales de champignon, les fissures de l'âme de rail et les soudures défectueuses.

Le présent rapport met fin à l'enquête du Bureau de la sécurité des transports sur cet accident. La publication de ce rapport a été autorisée le 5 juillet 1995 par le Bureau, qui est composé du Président, John W. Stants, et des membres Zita Brunet et Hugh MacNeil.