La science explique pourquoi les retards des trains peuvent augmenter en été

Les retards des trains peuvent transformer une journée normale de voyage ou de trajet en une épreuve longue et frustrante. Des retards peuvent survenir pour plusieurs raisons, mais il peut sembler que les retards sont plus fréquents et plus longs lorsqu’il fait chaud. Cependant, ce n’est pas seulement votre imagination. Les retards des trains augmentent souvent en été, notamment lors des canicules. Il existe une explication scientifique simple à cela : la chaleur estivale peut provoquer une dilatation thermique des rails en acier, les faisant se plier.

Appelé « pli solaire », un rail mal aligné peut faire dérailler un train. Au cours des quatre dernières décennies, plus de 2 100 déraillements de trains ont eu lieu aux États-Unis à cause des plis dus au soleil. Pour réduire les risques de déraillement, les exploitants ferroviaires diminueront la vitesse de déplacement des trains. Lors d’une vague de chaleur à l’été 2024, Amtrak a limité la vitesse des trains circulant entre Boston et Washington, DC, et la Washington Metropolitan Area Transit Authority a annoncé qu’elle ferait circuler des trains en surface à des vitesses plus lentes. Ces vitesses plus lentes peuvent entraîner une accumulation de retards même si les voies restent en état de marche.

Les voies ferrées sont traditionnellement constituées de sections de rails en acier de 30 à 60 pieds de long reposant sur des traverses en bois noyées dans des pierres de ballast (généralement de la roche ignée concassée). À mesure que l’acier chauffe, il se dilate. Pour chaque augmentation de température de 10 degrés Fahrenheit, un segment de rail de 1 800 pieds de long se dilatera de plus d’un pouce. Cela peut sembler peu, mais un tronçon de voie ferrée de 260 milles serait plus long de 300 pieds à 100 degrés qu’à 65 degrés. À mesure que les rails se dilatent, ils exercent une force sur les traverses en bois situées en dessous. Cette force peut parfois être supérieure à ce que la traverse peut supporter, provoquant le vrillage du rail. Et dans certains cas, un rail peut passer d’une ligne droite à une courbe importante en un clin d’œil.

Les rails en acier chauffent rapidement au soleil, atteignant plus de 120 degrés Fahrenheit lorsque l’air n’est qu’à 86 degrés. Ainsi, lorsque la température de l’air approche la barre des 100 degrés, les rails peuvent facilement dépasser le seuil de 140 degrés fixé par Amtrak pour les restrictions de vitesse. Les projections montrant que les vagues de chaleur risquent de devenir plus fréquentes et plus fortes en raison du réchauffement climatique, les retards deviendraient plus fréquents. Une étude de 2019 a révélé que le coût des retards liés à la chaleur pourrait se situer entre 25 et 60 milliards de dollars d’ici le siècle prochain.

Face à la perspective de retards croissants et de coûts croissants, les chemins de fer prennent des mesures pour surmonter les problèmes dus au soleil. Actuellement, les chemins de fer utilisent des capteurs à distance et des modèles informatiques avancés pour mesurer la température réelle des rails. Cela peut permettre un timing plus précis des restrictions de vitesse plutôt que de se fier uniquement à la température de l’air.

Les chemins de fer envisagent également de peindre les rails en blanc afin de les empêcher de chauffer autant lors des journées chaudes. Cela pourrait réduire la température des rails jusqu’à 18 degrés Fahrenheit. Cependant, les chemins de fer devraient continuellement réappliquer de la peinture sur les rails au fil du temps, ce qui soulève des questions quant à la faisabilité de cette opération.

Une autre option envisagée par les chemins de fer consiste à déployer des segments de rail soudés continus plus longs maintenus en place par des traverses en béton. Cela rendrait la voie beaucoup plus solide que les rails en acier traditionnels sur traverses en bois. Chaque piste construite de cette manière serait optimisée autour d’une température sans stress basée sur des températures moyennes. Dans les climats plus froids, cette température pourrait être d’environ 80 degrés, tandis qu’elle pourrait atteindre 110 degrés dans les régions plus chaudes.

Ces options pourraient contribuer à réduire les risques d’effets du soleil et de retards de train liés à la chaleur. Toutefois, le remplacement des voies existantes serait coûteux et prendrait beaucoup de temps. Donc, pour l’instant, il semble que la seule option soit d’être patient et de planifier à l’avance lorsque vous prenez le train en été.