• Sable

    Sous les rails du tram bruxellois, la plage de sable ? Non, pas vraiment… plutôt nos égouts !

    S’il faut près de 40 mètres pour arrêter un tram pesant entre 40 et 50 tonnes lancé à 40km/h, cette distance est augmentée lorsque les voies sont glissantes1.


    Le fait que le contact d’une roue en acier sur un rail en acier présente un faible coefficient de frottement en fait un avantage pour déplacer de lourdes charges. Néanmoins, dans certains cas, l’effet inverse est recherché et même nécessaire: au démarrage d’un train lourd, sur un rail glissant ou dans le cas d’un arrêt d’urgence.

    On utilise alors du sable de reprise d’adhérence ajouté entre la roue et le rail.

    Ce dispositif destiné à augmenter l’adhérence roue-rail d’un train ou d’un tramway à adhérence porte le nom de sablière ou sandbox. Il est composé de réservoirs de sable sec dans chaque tram et d’un système qui projette le sable devant les roues, en cas de freinage d’urgence ou de problème d’adhérence.

    Une particularité automnale

    En cette saison, les feuilles mortes en décomposition se transforment, sous l’action des roues, en un enduit de lignine, rendant les rails encore plus glissants. Un ajout de sable plus régulier est alors nécessaire.

    Un plan automne a donc été mis en place par la Région bruxelloise qui s’occupe d’enlever les feuilles mortes sur les sites propres, afin d’éviter leur accumulation sur les rails. La STIB se charge de nettoyer les rails avec de l’eau à haute pression, pendant la nuit, sur les tronçons arborés, afin d’enlever la sève qui pourrait être présente sur les rails et du sable est également répandu sur ces tronçons afin d’augmenter l’adhérence.

    Automatique ou manuel ?

    Si les nouveaux trams détectent les problèmes d’adhérence et projettent du sable automatiquement, les conducteurs peuvent également en projeter manuellement s’ils ont l’impression de glisser2.

    La ministre a confirmé que tous les trams de la Région Bruxelles-Capitale sont équipés de ce système de sablage avec possibilité de commande manuelle. Une étude comparative a été réalisée entre le sablage automatique et le sablage manuel, afin de déterminer la meilleure solution. Néanmoins, la Ministre ne m’a pas communiqué le résultat de l’étude.

    La comparaison avec d’autres villes, bien que potentiellement intéressante est visiblement très difficile à réaliser car l’utilisation du sable est très fortement conditionnée par la topologie du réseau et les conditions météorologiques.
    La consommation de sable avec le système de sablage automatique, tout comme avec le système de sablage manuel, dépend de différents facteurs.

    • Pour le système automatique, le réglage de la sensibilité du système est optimisé, pour garantir une sécurité optimale.
    • Pour le système manuel, la consommation totale dépend en grande partie du conducteur/de la conductrice. Lors de sa formation, le personnel de conduite tram est formé à l’utilisation correcte du système de sablage manuel, nécessaire lors de l’arrêt en pente et quand il faut freiner sur des feuilles mortes.

    Le débit de sable est réglé de la même manière pour le système manuel et pour le système automatique.

    Dès 1903, paraissait étude sur le freinage électrique : des chemins de fer et tramways3, preuve s’il en est que le freinage est une problématique ancienne.
    En ce qui concerne des solutions alternatives ou des projets pilotes, le freinage des trams de la STIB est de différentes natures :

    • freinage électrique par renvoi de l’énergie dans le réseau ou dans des résistances ;
    • freinage mécanique par application de plaquettes de frein sur des disques de frein ;
    • freinage d’urgence par application de patins électromagnétiques directement sur les rails.

    Pour les deux premières actions, la roue du tram est freinée. Le sable participe à l’adhérence dans le contact rail-roue.

    Contrairement aux apparences, le sable n’est pas illimité.

    Après l’air et l’eau, c’est la troisième ressource la plus utilisée de la planète4 au point de pas satisfaire la demande mondiale actuelle. Avec une granulométrie de 0 à 2 mm, le type de sable utilisé dans les systèmes de freinage est également extrêmement demandé pour la fabrication des mortiers.
    La Région de Bruxelles-Capitale utilise un sable d’une granulométrie comprise entre 0,71 et 1,25 mm qui doit être lavé de façon à éliminer toutes les impuretés (poussière, particules métalliques, etc.) et devra être livré avec un degré d’humidité de maximum 0,2 %x5.

    L’accord-cadre de 2003 a été remplacé par celui de 2019.
    En 2003, il prévoyait que  l’origine du sable devait être obligatoirement soit du sable naturel des carrières, rivières ou lacs; soit du sable de concassage de pierres naturelles.
    L’accord-cadre pour les marchés en procédure négociée était conclu pour une période de trois ans, étant entendu que la S.T.I.B. pouvait y mettre fin anticipativement, à la fin de la première ou de la deuxième année, moyennant un préavis, notifié par lettre recommandée trois mois avant l’échéance considérée.

    Il prévoyait également une quantité estimée à 3 000 tonnes par an.

    Le sable est actuellement fourni par l’entreprise FILCOM (Pays-Bas). Le sable fourni sous le nom de produit QUARTZ est soit du sable naturel provenant de carrières, rivières ou lacs, soit du sable de concassage provenant de pierres naturelles.

    Le fournisseur de sable Sibelco s’est doté d’un code de conduite durable (dans lequel la direction s’engage, entre autres, à réduire l’impact des activités depuis la prospection jusqu’à la fermeture des mines, procéder à une extraction et un traitement des ressources responsables et efficients afin de réduire son impact sur l’environnement, adopter une approche responsable de l’utilisation des sols, protéger l’écosystème, investir dans le recyclage et l’élimination responsable des déchets, respecter les législations et réglementations en vigueur, etc.).

    En 2018, 713.000 kg de sable ont été utilisés à la STIB. En 2019, cela représentait 1.210.000 kg.
    Le contrat-cadre prévoyait que le sable soit enlevé par la STIB avec transport adapté (± 25 T par enlèvement).
    Actuellement, la STIB l’enlève elle-même chez le fournisseur situé à Papendrecht, au moyen de camions. Ce mode de transport a été privilégié pour éviter des problèmes de qualité, à savoir la présence de corps étrangers dans le sable. Les 25 tonnes de sable chargées pour le transport sont ensuite stockées dans les silos situés dans les différents dépôts de la STIB ou dans le stock de réservé situé sur le site de la STIB à Haren.

    Du sable perdu ?

    Le sable déversé sur les rails pour faciliter le freinage des rames est une source de poussière importante. Dans certains quartiers, suite aux plaintes répétées des riverains, les rails et leur pourtours ont été engazonnés sans que le résultat ne semble satisfaisant.6

    Il n’est malheureusement pas possible de récupérer et réutiliser le sable utilisé par la STIB sur les voies. Le sable utilisé dans le système de freinage des trams doit être d’une qualité supérieure, sec et sans poussière ou autres particules et cela, afin d’éviter que les installations sur les trams soient bloquées. De plus, le sable écrasé par la roue du tram devient trop fin pour pouvoir être réutilisé. Dès lors, il n’est pas possible de récupérer et réutiliser le sable projeté sur les voies.

    De plus, les eaux pluviales se chargent également en sable résiduel avant de s’écouler dans les égouts, pouvant ainsi provoquer des accumulations. Dans une moindre mesure pour les particules qui parviendraient jusqu’aux stations d’épuration ou de pompage, elles présente le désavantage d’user prématurément les équipements électromécaniques. Il arrive aussi que des pompes se bouchent à cause d’une accumulation de sable.

    En Wallonie, chaque année, ce sont 15 000 tonnes de sable qui sont récupérées dans les stations, au terme du processus d’épuration.

    Néanmoins, en ce qui concerne le sable qui arrive dans les stations d’épuration, il n’y a pas de contacts particuliers entre la STIB et Vivaqua à ce sujet.

    La STIB dispose de sa propre station de lavage et d’un carwash pour les trams équipé d’un filtre à sable le système permet également de recycler une partie de l’eau utilisée.7

    En ce qui concerne le sable utilisé dans les tramwash de la STIB : tout d’abord une précision : le terme « filtre à sable » est utilisé mais il s’agit en réaliser de filtrer l’eau afin d’éliminer un maximum d’impuretés. Les filtres des 2 tramwashs de la STIB représentent un volume de sable d’environ 2 X 1 m³. Ce sable (qui récolte les impuretés et qui forme ensuite une sorte de mélasse, mélangeant sable et poussières) doit être changé environ tous les 5 ans, ce qui représente une production relativement faible. Ce sable, en raison des impuretés qu’il contient, n’est pas adapté afin d’améliorer l’adhérence des trams et ne peut donc être réutilisé sur le réseau. Ce sable est retiré par une société spécialisée.
    Rappelons que la STIB demande à ses sous-traitants de trier et traiter les déchets, conformément à la législation en vigueur (Brudalex : Bruxelles/Brussel-Déchets)

    Une problématique plus large

    En effet, le tram n’est pas le seul à utiliser le principe de roue-rail et son homologue le train connaît les mêmes problématiques d’adhérence et de freinage.
    A partir de la mi-octobre, Infrabel fait circuler plusieurs trains, dits « Sandite », qui déposent sur les rails, deux fois par jour, une substance composée de gel, de grains de sable et de particules métalliques8. Les particules métalliques sont de l’oxyde d’aluminium9 10 également appelée alumine. Elle est principalement utilisée comme abrasif en raison de sa dureté, du fait qu’elle garde peu la chaleur et de sa capacité thermique peu élevée.

    Plusieurs études ont rapporté des effets respiratoires liés aux poussières et aux oxydes d’aluminium11 comme de la fibrose pulmonaire et une pneumonicose connue sous le nom de aluminose ou maladie de Shaver. L’hydroxyde d’aluminium influence également (augmente, diminue ou retarde) l’absorption de plusieurs médicaments.

    Les trams de la STIB utilisent actuellement uniquement du sable et pas de sandite

    Une analyse est actuellement en cours afin de tester le « Sandite » sur le réseau afin d’améliorer l’adhérence mais l’impact concernant la dispersion d’hydroxyde d’aluminium n’est toutefois pas à l’étude.


    1 L’automne : une saison délicate pour les conducteurs de tram – RTBF – 30/10/2015
    2 Les feuilles mortes, ennemies de nos trams – stibstories.be – 20/10/2017 (D.C. : 28/01/2020)

    3 Etude sur le freinage électrique : des chemins de fer et tramways – J. BETHENOD – IN La Houille Blanche, N°11 – 11/903, pp. 345-348

    4 La recherche de solutions pour l’extraction de sable durable a débuté – ONU – 03/01/2020

    5 La fourniture de sable destiné aux systèmes de freinage des tramways – Bulletin des Adjudications n° 43 du 24/10/2003, avis 13228, page 10324

    6 Un car wash spécial pour les trams – DH Les Sports – 06/08/2013
    7 Des habitants de Forest regardent pousser le gazon l’avenue van volxem se revolte – VUILLE Nicolas

    8 Paré pour l’automne ! – Site Infrabel – (D.C. : 27/01/2020)

    9 Wheel-rail interface handbook – 2009 – Ed. R LEWIS & U. OLOFSSON – CRC Press – Woodhead publishing Ltd

    10 Management of low adhesion on railway tracks in European countries – Thommesen, Jacob; Duijm, Nijs Jan; Andersen, Henning Boje.

    11 Commission des normes, de l’équité, de la santé et de la sécurité du travail Mise à jour : 2019-08-14