Traîneaux en service (7 modèles)

Tout au long de son histoire, l’homme, à un moment, a pris conscience des limites du transport de charges direct. À un certain moment, il a commencé à tirer des charges sur le sol et puis il a mis un intermédiaire entre la charge et le sol pour à la fois protéger la charge et diminuer l’effort – ou tracter plus.

Le traîneau était né. Plus tard, les formes ont été améliorées et puis la roue a été inventée. La roue, cependant, ne peut pas répondre à tous les cas, et le traîneau a été conservé pour les cas où la résistance mécanique du sol est insuffisante pour porter une pression de contact importante. Le traîneau est resté le moyen de déplacement utilisé dans le cas des sols mous tels que la boue et la neige.

Dans le cas des expéditions sur les calottes glaciaires, chacun a disposé de son propre modèle de traîneau léger ; il n’existe en revanche que peu de modèles de traîneaux pour charges lourdes. Jusqu’au début du projet Concordia, les modèles articulés existants en 1990 ont été utilisés, mais ceux-ci se sont révélés soit trop lourds, soit trop fragiles pour une utilisation intensive. C’est ainsi que la décision a été prise de créer une famille plus adaptée, conçue en interne.

Il y a eu l’exception qui confirme la règle. En diversification des solutions à skis, des châssis équipés d’essieux à chenilles passives ont été utilisés. Cette solution était en partie satisfaisante, mais en partie seulement, car l’ensemble restait une construction mécanique, donc sujette à maintenance. Par ailleurs, il n’a pas été possible de sélectionner sur le marché un mélange élastomère de fabrication des chenilles réellement validé aux basses températures, ni des formats (largeur) permettant de rester dans les pressions de contact admissibles (200-400 hPa).

1 – Les traîneaux à skis

Un traîneau est dimensionné en fonction des charges qui seront portées – taille des éléments porteurs, surface des skis. Étant inclus dans des trains, il doit également transmettre l’effort de traction au traîneau suivant et, au niveau de sa zone de contact, ne pas défoncer la surface de circulation, par principe peu résistante à la déformation. Plusieurs modèles ont été créés pour les circonstances et en fonction des produits à transporter, le principe étant d’adapter l’engin à la charge, le tout étant placé également sous le principe du compromis :

• Traîneaux polyvalents charges vrac et conteneurs 20 pieds
• Traîneaux spécialisés pour les conteneurs 20 pieds (sans plateau de charge – le conteneur étant le corps du traîneau). Une modification permet de l’utiliser pour des 40 pieds
• Traîneaux polyvalents charges vrac et conteneurs 40 pieds
• Traîneaux citernes (la citerne étant le corps du traîneau) de 12 m³ destinés au carburant du convoi
• Plus tard, traîneaux citernes de même principe de conception, de 26 et de 32 m³ destinés au transport du carburant du site.

1.1 – Traîneaux 20 pieds : Après une tentative ratée de copie des traîneaux existants, il a été décidé de s’éloigner et de fabriquer un traîneau sans chaînes croisées, avec un plateau relié aux essieux soutenant les skis par des blocs déformables en élastomère (validé à -50 °C) et sans jeu, évitant les chocs au démarrage. Toutes les liaisons sont assurées par des timons extérieurs et intérieurs, transmettant les efforts de traction. Ce premier traîneau a reçu par la suite un plateau élargissant sa polyvalence. Une seconde évolution a vu l’adjonction de chaînes pour la transmission de l’effort de traction. Les chaînes, passant par la tête des skis, aident à maintenir le ski à plat et permettent un effet auto-niveleur tout en autorisant à réduire la hauteur du traîneau.

1.2 – Traîneau 40 pieds : Le traîneau 40 pieds est issu des châssis à chenilles fabriqués par Elphinstone Engineering en Tasmanie, les essieux chenillés ayant été remplacés par des skis. Ces traîneaux sont équipés de plateaux polyvalents et peuvent accepter du vrac, 2 conteneurs 20 pieds ou 1 de 40 pieds. Les skis de ces traîneaux, pouvant être très longs – jusqu’à 6 m -, ont par la suite été équipés de limiteurs de balancement évitant aux skis arrière de provoquer le creusement de la route.

1.3 – Le traîneau à carburant du raid, de 12 m³ : Le principe à la base de ce traîneau spécialisé réside dans l’utilisation du réservoir comme élément structurel reliant les skis. Le réservoir repose sur trois paires d’articulations élastiques (chacune offrant une liaison à trois degrés de liberté) sur deux skis, composés chacun de deux éléments articulés. Le réservoir de 12 m³ est obtenu à partir de composants standard, avec un tube de 2 m de long et de 2,4 m de diamètre. Une double enveloppe flexible peut être installée à l’intérieur de la cuve. Le volume de carburant transporté dans chaque réservoir peut sembler faible, mais il permet d’abandonner assez rapidement les réservoirs en partie vidés (environ tous les jours et demi) et de conserver, au fur et à mesure de la progression du convoi vers sa destination, l’équilibre des charges entre les trains. Chaque traîneau-citerne laissé en bord de route contient une partie du carburant destiné au trajet de retour.

1.4 – Le traîneau-citerne du site, de 26 m³ ou 32 m³ : Contrairement au traîneau de 12 m³, il n’a pas été conçu pour être vidé progressivement le long du parcours. Ce traîneau intègre des éléments du traîneau 40 pieds et combine les dernières innovations en matière d’auto-nivelage. La longueur du réservoir permet une bonne séparation entre les skis avant et arrière, ce qui éloigne les skis de l’attelage avant et réduit les contraintes transmises par la suspension. Les skis ont été calculés pour maintenir une pression de 30 kPa au sol.

2 – Les traîneaux non conventionnels

2.1 – Traîneau tapis : Un retour à la définition de traîneau a été initié par l’USARP début 2010. Sans tirer la charge à même le sol, il a été imaginé d’utiliser un tapis de polyéthylène HD de grande surface placé sous la charge. Le principe de placer un tapis sous une charge lourde pour la déplacer au lieu de la lever est connu. Ce principe est utilisé pour le transport du carburant sur terrains particulièrement plats tels que la glace de mer et certaines zones sans vent, mais il est plus difficilement applicable aux charges vrac. Le tapis est intéressant car il n’a pratiquement pas de poids propre et la pression de contact est très faible. Il ne déforme pas la trace et l’effort de traction est réduit en comparaison à un traîneau conventionnel, mais il existe un risque de pollution en terrain dur et déformé.

2.2 – Traîneau matelas pneumatique : En ce qui concerne les charges de matériel, une plateforme de la surface d’un conteneur est posée sur un matelas pneumatique de 0,8 m d’épaisseur. Le matelas pneumatique, composé pour le cas de 4 enveloppes de 800 mm de diamètre, sert d’intermédiaire entre la charge et la surface de la trace. À l’instar du principe du tapis, il repose sur une grande feuille de polyéthylène. Le matelas absorbe toutes les déformations du sol comme le font les skis des traîneaux. Les difficultés viennent du maintien des enveloppes entre le tapis et le plateau, car les enveloppes, basculant entre des sections ellipsoïdales de tailles variables, se déforment en fonction de la pression atmosphérique, mais aussi en raison des efforts transmis par un sol non plat.

2.3 – Traîneau sur matelas de mousse : C’est une évolution du traîneau sur matelas pneumatique. Le principe élastique est ici donné par des blocs de mousse compressible, sans mémoire de forme et gardant leur souplesse jusqu’à -45 °C. Le matelas est constitué de 3 blocs de mousse de 6 m x 1 m x 0,75 m. Il garde le principe d’épouser le sol sans creuser de tranchées tout en offrant un effort de traction limité. Il corrige les deux problèmes de maintien des boudins et de risques de fuites d’air. La réponse du matelas sous la charge est constante ; les problèmes de pression d’air interne sont supprimés. Les boudins ne sont plus de section circulaire mais carrée, ce qui simplifie leur maintien en place. Les sangles de liaison tapis / plateau sont supprimées. Il reste à améliorer le système de dérive / quille limitant les lacets. Après des essais infructueux de dérives sabre, un système de carres placées sous le tapis, sans pour autant le rigidifier, est actuellement en test. La mousse ayant une masse non négligeable (100 kg/ m³), il est préférable de garder ce traîneau pour les charges lourdes (15 à 25 t).