Rapport d’enquête sur la sécurité du transport ferroviaire R18E0138

Le 26 septembre 2018, une équipe de train des Chemins de fer nationaux du Canada (CN) a été appelée à se présenter à 2 h^{Note de bas de page 1} à Saskatoon (Saskatchewan) (figure 1). L'équipe devait conduire le train de marchandises G83342-24 du CN (le train) vers l'ouest sur la subdivision de Wainwright, de Saskatoon, au point milliaire 191,9 de la subdivision de Watrous, jusqu'à Edmonton (Alberta), au point milliaire 259,10 de la subdivision de Wainwright. Le train est parti vers 4 h 30.

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Le train comptait 2 locomotives de tête, 2 locomotives télécommandées en milieu de train, 179 wagons-trémies couverts chargés de graines de canola et 3 wagons chargés de bois d'œuvre. Le train pesait environ 24 250 tonnes et mesurait environ 10 800 pieds de long.

Vers 9 h 15, en traversant Landis (Saskatchewan) à 51 mi/h, le train est passé en freinage d'urgence intempestif. Une fois le train immobilisé, l'équipe l'a inspecté et a déterminé que les 2 locomotives télécommandées en milieu de train, aux positions 79 et 80 ^{Note de bas de page 2}, et 41 wagons-trémies couverts chargés de graines de canola, aux positions 52 à 92, avaient déraillé et gisaient en diverses positions le long de l'emprise (figure 2). On a déterminé que le point de déraillement se trouvait au point milliaire 24,30 de la subdivision de Wainwright.

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L'équipe était formée d'un mécanicien de locomotive et d'un chef de train. Les 2 membres de l'équipe étaient qualifiés pour leur poste respectif, satisfaisaient aux exigences en matière de repos et de condition physique, et connaissaient bien la subdivision.

La subdivision de Wainwright est orientée d'est en ouest du point milliaire 0 à Biggar (Saskatchewan) au point milliaire 264,7 à Edmonton (Alberta). La circulation des trains y est régie par la commande centralisée de la circulation (CCC) en vertu du Règlement d'exploitation ferroviaire du Canada (REF), et supervisée par un contrôleur de la circulation ferroviaire (CCF) en poste à Edmonton. Le trafic ferroviaire sur ce corridor représente environ 42 trains par jour, pour un tonnage annuel de quelque 5,5 millions de tonnes brutes (MTB).

Aux environs du déraillement, la voie est de catégorie 4 selon le Règlement concernant la sécurité de la voie approuvé par Transports Canada, connu aussi sous le titre de Règlement sur la sécurité de la voie (RSV). La vitesse maximale autorisée était de 55 mi/h pour les trains de marchandises. La voie se composait de rails Nippon de 136 lb fabriqués et installés en 2013 sur des traverses en bois dur n^o 1 en bon état et avec des selles entièrement fixées par des crampons. Les rails, dont le degré d'usure était en deçà des limites acceptables, étaient fixés au moyen de 4 anticheminants par traverse. Le ballast, en bon état, était constitué de pierre concassée. La couche supérieure de plateforme et le drainage aux environs de l'événement étaient excellents.

Le RSV énonce les normes minimales d'entretien et les exigences d'inspections de la voie connexes. Outre le RSV, le CN avait ses propres Normes de la voie – Ingénierie, dont les lignes directrices satisfont aux exigences du RSV ou les surpassent.

Dans la zone du déraillement, la voie avait été inspectée les 20 et 24 septembre 2018. Aucun défaut n'avait été décelé. Les 2 branchements nº 12 situés à chaque extrémité de l'embranchement industriel à Landis avaient été inspectés le 19 septembre 2018. Aucun défaut n'avait été décelé.

La locomotive de tête était dotée d'une caméra vidéo orientée vers l'avant. L'examen de l'enregistrement vidéo n'a révélé aucune anomalie de la voie lorsque la locomotive de tête a franchi le lieu de l'événement.

Lors de l'examen des lieux, on a remarqué que le wagon-trémie couvert CEFX 350816 avait été le premier à dérailler. Il est demeuré à la verticale, le bout A sur les rails et le bout B déraillé; l'essieu et les roues nº 1 manquaient (figure 3). Un essieu rompu du wagon CEFX 350816 (figure 4) a été découvert au nord de la voie, à environ 300 pieds de l'aiguillage est de la voie de Landis Producer Co-op. L'autre moitié de l'essieu monté n'a pas été récupérée.

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À partir d'environ 20 pieds à l'ouest de l'aiguillage est de la voie de Landis Producer Co-op, il y avait des marques d'abrasion fraîches sur les traverses entre les rails, ce qui suggère que l'essieu s'est rompu à cet endroit. Après la rupture de l'essieu et le déraillement de l'essieu monté, le bogie arrière du wagon CEFX 350816 a été traîné sur environ 4000 pieds jusqu'au lieu de l'empilement principal des wagons déraillés (figure 3).

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Le Règlement concernant l'inspection et la sécurité des wagons de marchandises approuvé par Transports Canada établit les normes minimales de sécurité pour les wagons de marchandises. L'article 10, Essieux, de ce règlement stipule que « [l]es compagnies ferroviaires ne doivent pas mettre ni maintenir en service un wagon présentant... [un] essieu fissuré, déformé ou rompu ».

Les wagons font régulièrement l'objet d'inspections autorisées des wagons obligatoires. Toutefois, il se pourrait que de telles inspections visuelles ne permettent pas de détecter les essieux fissurés ou endommagés, selon l'emplacement et l'ampleur des défauts. En outre, les systèmes de détection en voie actuels ne sont pas nécessairement conçus pour repérer les wagons ayant un essieu fissuré. C'est pourquoi les essieux fissurés sont souvent difficiles à détecter.

L'article G, Partie II – Wheel and Axle Manual du Manual of Standards and Recommended Practices (G-II Manual) de l'Association of American Railroads (AAR) régit les pratiques des ateliers de roues. La règle 1.1 de ce manuel indique notamment [traduction] :

Règle 1.1 Essieux – Méthodes générales

[…]

1.1.9 Les portées de calage et le congé de raccordement de la fusée usinés ou usagés des essieux usagés non montés des wagons affectés au service marchandises, et l'intégralité des essieux usagés non montés des wagons affectés aux autres services, doivent être soumis à un essai de magnétoscopie par voie humide avant le remontage […].

Les essieux dont les roues n'ont pas à être démontées doivent être soumis à un essai de magnétoscopie par voie humide avant le montage des roulements à rouleaux. Au minimum, la zone du congé de raccordement de fusée comprise à l'intérieur de la dimension « A » indiquée dans la RP-633, fig. 4.4, doit être testée sur tout son périmètre^{Note de bas de page 3} […]

Quand un essieu monté est envoyé à l'atelier de roues pour une remise à neuf, si la table de roulement des roues est trop usée pour permettre un reprofilage^{Note de bas de page 4}, les roues sont retirées de l'essieu au moyen d'une presse, et l'essieu est alors soumis à une inspection. Si l'essieu satisfait aux critères de remise à neuf, il est admissible comme essieu usagé non monté.

On peut poser des roues neuves et des roulements à rouleaux neufs ou remis à neuf sur l'essieu, et l'essieu monté peut alors être remis en service. Ainsi, des essieux peuvent demeurer en service pendant plus de 40 ans et recevoir plusieurs roues durant cette période.

L'essieu rompu était un essieu de catégorie F de 6 ½ po sur 12 po fabriqué en février 1999 par MRF-Standard Forged Products à McKees Rocks (Pennsylvanie, États-Unis)^{Note de bas de page 5}. Les roues montées sur l'essieu au moment de l'événement étaient des roues de 36 po à toile cintrée trempée de catégorie C fabriquées en décembre 2015 par Griffin Wheel de Kansas City (Missouri, États-Unis). Avant la pose des roues et des roulements, l'essieu avait été inspecté le 12 janvier 2016 conformément aux exigences de l'AAR et il pouvait être utilisé comme essieu usagé non monté. Les roulements Timken de 6 ½ po sur 12 po avaient été remis à neuf le 4 janvier 2016. Les roues et roulements avaient été montés sur l'essieu le 13 janvier 2016 par Greenbrier Rail Services à Tacoma (Washington, États-Unis). Le wagon avait été réparé le 15 janvier 2016 à Vancouver (Colombie-Britannique). C'est à ce moment que l'essieu numéro 1 avait été installé sur le wagon.

Une analyse métallurgique de l'essieu rompu a établi ce qui suit :

• Selon l'analyse chimique et les propriétés de traction, l'essieu était conforme aux exigences de la norme M-101 de l'AAR pour les essieux en acier (normalisé et à revenu double) de catégorie F. Il n'y avait aucun signe de défaut préexistant de l'acier, comme une quantité excessive d'inclusions non métalliques ni d'autres détériorations du matériau qui auraient pu contribuer à la rupture.
• La rupture de l'essieu est probablement attribuable à une forte fatigue cyclique^{Note de bas de page 6} de flexion rotative apparue à 2 points adjacents de la surface de l'essieu.
• Les éraillures et les dommages par contact notés sur la surface extérieure de l'essieu laissent croire que la rupture a sans doute été amorcée par un impact.
• La corrosion et les dommages par contact postérieurs à la rupture voilaient les emplacements principal et secondaire d'amorce de la fatigue sur la surface extérieure de l'essieu. Il n'a donc pas été possible d'évaluer les caractéristiques de surface antérieures à la rupture de l'essieu.
• Des stries de fatigue corrodées étaient présentes près du site d'amorce secondaire de fatigue, ce qui confirme la forte fatigue cyclique indiquée par les marques concentriques macroscopiques et une unique lance de rupture (de Smekal)^{Note de bas de page 7} (figure 6).
• La fissure par fatigue s'est propagée sur environ 80 % de la section transversale de l'essieu, jusqu'à ce que le segment de métal intact restant ne puisse plus supporter les contraintes de service, ce qui a provoqué la rupture catastrophique finale de l'essieu.

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L'analyse métallurgique de l'essieu indique que le mécanisme de rupture a sans doute commencé lorsque l'essieu remis à neuf a subi des dommages superficiels. Le CN a déterminé que ces dommages pourraient avoir été causés par un positionneur^{Note de bas de page 8} défectueux à l'installation de chargement du client.

Bien que les wagons fassent régulièrement l'objet d'inspections obligatoires, il se pourrait qu'un essieu fissuré ou endommagé échappe à de telles inspections visuelles, selon l'ampleur et l'emplacement du défaut. En outre, les essieux fissurés sont souvent difficiles à détecter étant donné que les systèmes de détection en voie actuels ne sont pas nécessairement conçus à cette fin.

Le CN est en train d'instaurer et de diffuser des directives d'inspection et de maintenance des positionneurs dans les installations de ses clients afin de prévenir les dommages aux essieux.

Le présent rapport conclut l'enquête du Bureau de la sécurité des transports du Canada sur cet événement. Le Bureau a autorisé la publication de ce rapport le 19 juin 2019 . Le rapport a été officiellement publié le 9 juillet 2019 .