Défaillances potentielles des valves de commande de frein sur les wagons longtemps entreposés
Place du Centre
200, promenade du Portage
4e étage
Gatineau (Québec)
K1A 1K8
19 juillet 2018
617-04/18
R18E0007
Lettre adressée à la Compagnie des chemins de fer nationaux du Canada
Objet : Avis de sécurité ferroviaire – 04/18 : Défaillances potentielles des valves de commande de frein sur les wagons longtemps entreposés
Le 10 janvier 2018, vers 2 h 45, heure des Rocheuses, le train-bloc de charbon classique L76951-10 (le train) du Canadien National (CN) circulait vers le sud sur l'embranchement industriel Luscar depuis les installations de chargement de charbon de la mine Teck, près de Cadomin (Alberta). Il y a eu perte de maîtrise alors que le train descendait une pente abrupte vers Leyland (Alberta) (figure 1). La pente maximale en descente sur cette voie est de 3,0 %. Le train était composé de 3 locomotives et de 58 wagons chargés. Il mesurait 3296 pieds de long et pesait 8097 tonnes. La vitesse maximale permise sur l'embranchement industriel Luscar est de 15 mi/h. Malgré un serrage à fond des freins à air, un système de freins à air complètement rempli et un serrage à fond du frein rhéostatique, l'équipage de conduite a été incapable de maîtriser la vitesse du train. À proximité du point milliaire 4,5, l'équipe de train a serré les freins d'urgence. Or, le train a continué d'accélérer jusqu'à une vitesse de 53 mi/h. Lorsqu'il a atteint le point milliaire 1,4 au bas de la pente, le train a décéléré avant de s'immobiliser au point milliaire 0,5. Au moment de l'accident, la température était de −25 degrés Celsius (événement ferroviaire R18E0007 du BST).
Lorsque le train s'est immobilisé, le chef de train a inspecté le train avant de tenter de rétablir les freins à air et de remplir le système d'air. On a déterminé que les pistons de cylindre de frein de 27 des 58 wagons n'étaient pas à leur longueur maximale. Cela signifie que les freins de ces wagons ne se sont pas serrés ou que le serrage avait pour effet d'en purger l'air.
Le CN avait loué les wagons à charbon de CIT Rail – North America (CITX) et s'en servait pour le transport de charbon dans le nord-ouest (figure 2). Les wagons à charbon de CITX avaient été entreposés pendant environ 21 mois avant d'être remis en service le 10 novembre 2017 et livrés au CN. Ces wagons avaient été mis en service la première fois quelque 11 années auparavant.
Le 21 décembre 2017, un autre incident s'était produit qui mettait en cause la performance des freins à air du même train-bloc de charbon. Durant le garage du train dans le triage Tumbler (Colombie-Britannique), l'équipe de train a séparé les locomotives du train alors que le robinet d'arrêt du train à l'arrêt était ouvert. Comme prévu, l'air a rapidement fui de la conduite générale par le robinet d'arrêt ouvert, et l'air résiduel dans la conduite générale s'est échappé dans l'atmosphère. Étonnamment, après que l'échappement a pris fin, de l'air a recommencé à s'échapper de la conduite générale. Comme cette situation peut entraîner un desserrage involontaire des freins du train, l'équipe a signalé ces événements. Des spécialistes techniques du CN ont examiné les wagons, mais n'ont pu cerner la cause du problème. À l'époque, la température ambiante était d'environ -23 degrés Celsius. Plus tard dans la journée, lorsque la température extérieure s'est réchauffée, on a déterminé que les freins étaient revenus à un état de fonctionnement normal. Le 27 décembre 2017, par mesure de prévention, on a remplacé les dispositifs de serrage d'urgence DB-20 des valves de commande de frein de tous les wagons de la rame.
Après l'événement du 10 janvier, on a retiré divers composants des valves de commande de frein des wagons à charbon pour les expédier au fabricant (New York Airbrake [NYAB]) en vue d'un examen détaillé. Plus précisément, l'examen a porté sur cinq dispositifs de serrage d'urgence provenant de wagons en cause dans l'événement du 27 décembre et sur cinq dispositifs de serrage des wagons en cause dans l'événement du 10 janvier. Au cours d'essais réalisés dans des conditions de température contrôlée, on a pu reproduire l'évolution de la défaillance qui s'est produite durant l'événement à Luscar.
En 2013, l'Association of American Railroads (AAR) avait cerné le problème des défaillances survenant par temps froid durant le serrage normal des freinsNote de bas de page 1. Des essais avaient permis de déterminer que des joints d'étanchéité en caoutchouc usés de l'orifice d'échappement du couvercle inférieur des dispositifs de serrage normal DB-10 pouvaient rétrécir à des températures extrêmement froides. Par conséquent, le réservoir auxiliaire risque de laisser échapper de l'air et causer un desserrage involontaire pendant un serrage normal des freins.
Dans le cas de l'événement à Luscar, les essais de NYAB ont permis de déterminer que le desserrage involontaire des freins a probablement été causé par le même type de défaillance et de fuite des dispositifs de serrage normal DB-10 dont faisait état la circulaire de l'AAR en 2013.
Pour ce qui est des dispositifs de serrage d'urgence DB-20, les essais réalisés par NYAB ont permis d'établir que l'évolution de la défaillance était différente de celle des dispositifs de serrage normal. Dans le cas des dispositifs de serrage d'urgence, la défaillance était liée à un joint torique Knorr déformé à l'intérieur de la valve d'échappement, ce qui a entraîné une fuite excessive durant le froid extrême et une incapacité de déclencher le dispositif de serrage d'urgence. La prise et la déformation du joint torique Knorr en caoutchouc ont probablement eu lieu pendant la longue période d'entreposage des wagons à charbon, avant qu'ils soient livrés au CN. Ces déformations permanentes ont nui à la performance prévue des joints toriques Knorr, en particulier par temps froid.
Étant donné les conséquences potentielles d'une perte de freinage causée par la défaillance d'une valve de commande de frein, Transports Canada souhaiterait peut-être aviser les compagnies ferroviaires et les propriétaires de wagons de la nécessité d'examiner le fonctionnement des valves de commande de frein de wagons qui ont été longtemps entreposés, en particulier si ces wagons doivent être utilisés par temps froid.
Original signé par
Kirby Jang
Directeur
Enquêtes - Rail/pipeline
Cc:
Chemin de fer Canadien National
Canadien National
Association of American Railroads
New York Air Brake
Association des chemins de fer du Canada
Renseignements de base
No d'événement du BST :
R18E0007
Personnes-ressources :
Dan Holbrook
Gestionnaire, Opérations de l'administration centrale et de la région de l'Ouest
BST, Gatineau (Québec)
Don Crawford
Enquêteur principal régional
BST, Calgary (Alberta)