Train parti à la dérive et déraillement en voie principale

Train de marchandises MMA-002

de la Montreal, Maine & Atlantic Railway

au point milliaire 0,23 de la subdivision Sherbrooke

Lac-Mégantic (Québec)

le 06 juillet 2013

Voir de documents liés à ce rapport d'enquête au Enquêtes et rapports d’enquête sur la sécurité du transport ferroviaire R13D0054 (Lac-Mégantic)

Le Bureau de la sécurité des transports du Canada (BST) a enquêté sur cet événement dans le but de promouvoir la sécurité des transports. Le Bureau n’est pas habilité à attribuer ni à déterminer les responsabilités civiles ou pénales. Le présent rapport n’est pas créé pour être utilisé dans le contexte d’une procédure judiciaire, disciplinaire ou autre. Voir Propriété et utilisation du contenu.

Résumé

Le 6 juillet 2013, peu avant 1 h, heure avancée de l’Est, le train de marchandises MMA-002, en direction est, de la compagnie Montreal, Maine & Atlantic Railway, qui était garé sans surveillance pour la nuit à Nantes (Québec), a commencé à se déplacer. Le train a roulé sur environ 7,2 milles, atteignant une vitesse de 65 mi/h. Vers 1 h 15, lorsque le MMA-002 s’est approché du centre de la ville de Lac-Mégantic (Québec), 63 wagons-citernes qui transportaient du pétrole brut (UN 1267), et 2 wagons couverts ont déraillé. Environ 6 millions de litres de pétrole brut se sont déversés. Des incendies se sont déclarés et des explosions se sont produites, détruisant 40 édifices, 53 véhicules et les voies ferrées à l’extrémité ouest du triage Megantic. Quarante-sept personnes ont subi des blessures mortelles. Le centre-ville ainsi que la rivière et le lac adjacents ont été contaminés.

This report is also available in English.

Renseignements de base

1.1 L’accident

Le 5 juillet 2013, vers 13 h 55Note de bas de page 1, le train de marchandises MMA-002 (le train) de la compagnie Montreal, Maine & Atlantic Railway (MMA)Note de bas de page 2, qui se dirigeait vers l’est, est parti de Farnham (Québec) (près de Brookport, point milliaire 125,60 de la subdivision Sherbrooke) à destination de Nantes (Québec) (point milliaire 7,40 de la subdivision Sherbrooke), où il devait être pris en charge par une nouvelle équipe et poursuivre sa route jusqu’à Brownville Junction (Maine). La destination finale du train était Saint John (Nouveau-Brunswick) (figure 1). Le train était constitué de 72 wagons-citernes chargés d’environ 7,7 millions de litres de pétrole brut, (UN 1267), de 1 wagon couvert (wagon-tamponNote de bas de page 3), et du groupe de traction (5 locomotives à la tête du train et 1 wagon VBNote de bas de page 4). Un mécanicien de locomotive (ML) était aux commandes du train. Il assurait seul l’exploitation du train et se trouvait dans la locomotive de tête, MMA 5017. Pendant le voyage, le ML a signalé que la locomotive de tête avait des ennuis mécaniques qui compromettaient la capacité du train à maintenir sa vitesse.

Figure 1. Carte de la Montreal, Maine & Atlantic Railway (MMA) (source : MMA, modifiée par le BST)

Vers 22 h 50, le train est arrivé à Nantes. Il a été arrêté à l’aide des freins automatiques et garé pour la nuit sur une pente descendante sur la voie principale. Le ML a serré les freins indépendants du groupe de traction. Il a ensuite commencé à serrer les freins à main du groupe de traction et du wagon-tampon (soit 7 en tout), et a coupé le moteur des 4 locomotives menées. Par la suite, le ML a desserré les freins automatiques et a effectué un essai de l’efficacité des freins à main sans desserrer les freins indépendants de locomotive. Le ML a ensuite communiqué avec le contrôleur de la circulation ferroviaire (CCF) responsable de la circulation des trains entre Farnham et la gare Megantic (Megantic), qui se trouvait au bureau de la MMA au triage de Farnham, pour lui indiquer que le train avait été immobilisé.

Le ML a ensuite communiqué avec le CCF de Bangor (Maine), qui contrôlait la circulation des trains exploités par les équipes des États-Unis à l’est de Megantic. Au cours de cette conversation, le ML a indiqué que la locomotive de tête avait continué d’avoir des ennuis mécaniques pendant tout le voyage et qu’une fumée excessive noire et blanche s’échappait dorénavant de la cheminée. Le ML s’attendait à ce que la situation se résorbe d’elle-même. Ils ont convenu de laisser le train tel quel et de s’occuper des problèmes de performance du moteur le lendemain matin.

Un taxi a été appelé pour amener le ML à un hôtel de l’endroit. Lorsque le taxi est arrivé pour venir chercher le ML vers 23 h 30, le chauffeur de taxi a remarqué la fumée et a mentionné que des gouttelettes d’huile en provenance de la locomotive éclaboussaient le parebrise du taxi. Le chauffeur a demandé si la locomotive devrait être laissée dans un tel état. Le ML lui a répondu qu’il avait informé la MMA de l’état de la locomotive, et qu’il avait été convenu de la laisser ainsi. Le ML s’est ensuite rendu jusqu’à l’hôtel à Lac-Mégantic et a signalé qu’il avait terminé son service.

À 23 h 40, un préposé du service 911 a reçu un appel signalant un incendie à bord d’un train à Nantes. Le service d’incendie de Nantes a répondu à l’appel et s’est rendu sur les lieux, et la Sûreté du Québec (SQ) a appelé le CCF de Farnham pour informer la compagnie de l’incendie. Après des tentatives infructueuses de la MMA de joindre un employé qui était un ancien ML et mécanicien, un chef garde-voie de la MMA a été envoyé à la rencontre du service d’incendie à Nantes. Lorsque le chef garde-voie est arrivé sur les lieux, les pompiers lui ont indiqué qu’ils avaient coupé le moteur de la locomotive de tête à l’aide du coupe-carburant d’urgence, ce qui avait eu pour effet d’éteindre l’incendie en coupant l’alimentation en carburant. Les pompiers avaient aussi placé les disjoncteurs à l’intérieur de la cabine de la locomotive en position ouverte pour éliminer une source possible d’étincelles. Ces mesures étaient conformes aux instructions ferroviaires.

Les pompiers et le chef garde-voie sont entrés en communication avec le CCF de Farnham pour lui donner un compte rendu de l’état du train. Par la suite, le service d’incendie et le chef garde-voie de la MMA ont quitté les lieux.

Aucune locomotive n’étant en marche, l’air contenu dans le circuit de freinage du train a commencé à être évacué lentement, de sorte que la résistance au déplacement qui retenait le train a diminué. Vers 1 h (le 6 juillet), le train a commencé à se déplacer le long de la pente descendante en direction de Lac-Mégantic, qui se trouvait à 7,2 milles de là. Vers 1 h 15, le train a déraillé près du centre de la ville, déversant environ 6 millions de litres de pétrole brut, ce qui a donné lieu à un vaste incendie et à plusieurs explosions.

Le groupe de traction n’a pas déraillé, mais il s’est séparé du reste du train puis s’est divisé en 2 sections. Les données téléchargées du passage à niveau de la rue de la Gare (à côté de la gare Megantic) ont révélé que les 2 sections l’ont traversé à 104 pieds l’une de l’autre. Les 2 sections ont continué de rouler en direction est jusque sur la subdivision Moosehead, arrêtant leur course sur une pente ascendante dans l’est de la ville, à environ 475 pieds l’une de l’autre. Au cours du déroulement de ces événements, le train a franchi 13 passages à niveau.

Environ 1,5 heure plus tard, pendant que se déroulaient l’intervention d’urgence et l’évacuation, la section de tête du groupe de traction s’est déplacée vers l’arrière en direction du centre-ville et a heurté la section de queue; les 2 sections ont reculé de 106 pieds de plus. Vers 3 h 30, des représentants de la MMA ont immobilisé le groupe de traction sur la pente en resserrant les freins à main.

Voir l’annexe A pour de plus amples détails sur le déroulement des événements.

1.2 Répercussions de l’accident

Par suite du déraillement et des incendies et explosions qui s’en sont suivis, 47 personnes ont perdu la vie et environ 2000 personnes ont été évacuées. Quarante édifices et 53 véhicules ont été détruits (photo 1).

Photo 1. Le site du déraillement à Lac-Mégantic après l'accident

Les wagons-citernes déraillés contenaient environ 6,7 millions de litres de pétrole brut, dont environ 6 millions se sont déversés, contaminant quelque 31 hectares de terrain. Du pétrole brut s’est infiltré dans les installations sanitaires et le réseau d’égouts pluvial de la ville par les trous d’homme. On estime que 100 000 litres de pétrole brut ont échoué dans le lac Mégantic et dans la rivière Chaudière par écoulement de surface, par infiltration souterraine, et par le réseau d’égouts pluvial. Environ 740 000 litres ont été récupérés des wagons-citernes déraillés.

La récupération des hydrocarbures et l’opération de nettoyage ont débuté aussitôt que l’incendie a été éteint et que le site a été stabilisé, soit 2 jours environ après le déraillement. Les activités d’évaluation et de remédiation de l’environnement ont été effectuées à l’aide de puits de surveillance et de tranchées d’observation d’où le liquide accumulé a été aspiré par des camions-citernes, sous la direction d’une entreprise d’ingénierie spécialisée.

1.3 Conditions météorologiques

À 23 h le 5 juillet 2013, la température à la station météorologique de Sherbrooke (Québec), à quelque 95 km à l’ouest de Lac-Mégantic, était de 21,7° C. Le point de rosée était de 20,5° C et le vent soufflait du sud à 5 km/h. À 1 h le 6 juillet 2013, la température était de 21,2° C, le point de rosée de 20,4° C, et la vitesse du vent à 0 km/h.

1.4 Renseignements sur les subdivisions

Les subdivisions Sherbrooke et Moosehead appartenaient à la MMA et étaient exploitées par celle-ci. Elles appartenaient auparavant au Quebec Southern Railway (QSR) et, avant cela, avaient été la propriété du Chemin de fer Canadien Pacifique (CFCP).

1.4.1 Subdivision Sherbrooke

La subdivision Sherbrooke de la MMA était une voie principale simple qui s’étendait vers l’ouest de Megantic (point milliaire 0,00) jusqu’à Brookport (Québec) (point milliaire 125,60), où elle se reliait aux subdivisions Adirondack et Newport, près de Farnham. La circulation des trains était contrôlée par la régulation de l’occupation de la voie (ROV), conformément au Règlement d’exploitation ferroviaire du Canada (REF), et surveillée par un CCF situé à Farnham. La circulation sur la subdivision Sherbrooke se résumait à 2 trains de marchandises par jour, pour un tonnage annuel de 4,5 millions de tonnes brutes. La voie était classée comme étant une voie de catégorie 3Note de bas de page 5 aux termes du Règlement sur la sécurité de la voie (RSV) approuvé par Transports Canada (TC). La vitesse maximum permise pour les trains de marchandises était de 40 mi/h. Toutefois, en raison de l’état de la voie, la vitesse avait été réduite sur l’ensemble de la subdivision par des limitations temporaires de vitesse, notamment :

25 mi/h entre le point milliaire 0,82 et le point milliaire 93 (dont 11 endroits où la vitesse était réduite à 10 mi/h),

10 mi/h entre le point milliaire 93 et le point milliaire 103,87,

25 mi/h entre le point milliaire 103,87 et le point milliaire 125,60 (dont 2 endroits où la vitesse était réduite à 10 mi/h).

La subdivision était munie de 6 détecteurs de boîte chaude, le dernier se trouvant au point milliaire 13,30. Le MMA-002 n’a reçu aucune alarme de ces détecteurs.

Entre Nantes et Megantic (du point milliaire 7,40 au point le plus bas près du point milliaire 0,00), la pente descendante moyenne était de 0,94 %, et la pente la plus raide sur la longueur du train était de 1,32 % au point milliaire 1,03 (figure 2). La déclivité était d’environ 360 pieds entre Nantes et Megantic. Sur les 2 derniers milles avant le point de déraillement (PDD), la voie accusait une pente descendante d’environ 1,30 %. La courbure horizontale maximum de la voie, qui était de 4,25°, se trouvait à l’endroit où le déraillement s’est produit (rapport du laboratoire d’ingénierie LP167/2013).

Figure 2. Pente et déclivité de la voie entre Nantes et Megantic

Des zones de marche prudenteNote de bas de page 6 étaient en vigueur entre le point milliaire 0,82 et le point milliaire 0,00, en raison de la présence du triage Megantic. La circulation devait s’effectuer conformément aux règles 94 et 105(c) du REFNote de bas de page 7. Il y avait une limitation permanente de vitesse de 10 mi/h à la hauteur de la rue Frontenac (point milliaire 0,28) jusqu’à ce que le passage à niveau soit complètement occupé.

1.4.2 Subdivision Moosehead

La subdivision Moosehead était une voie principale simple qui s’étendait vers l’est de Megantic (point milliaire 117,14) jusqu’à Brownville Junction (point milliaire 0,00), où elle se reliait à la subdivision Millinocket. La voie était classée comme étant une voie de catégorie 3 aux termes du RSV. Les trains qui roulaient en direction est sur la subdivision Moosehead à partir de Megantic franchissaient une pente ascendante d’environ 1 %. Un peu plus à l’est, à Vachon (Québec) (point milliaire 114,10), se trouvait la voie d’évitement la plus proche de Lac-Mégantic; il y avait une voie de dépassement d’une longueur de 6470 pieds.

1.5 Contrôle de la circulation ferroviaire

La MMA avait 2 CCF en service en tout temps (1 à Bangor et l’autre à Farnham) dont les quarts de travail de 12 heures débutaient à 6 h et à 18 h. Le CCF de Farnham contrôlait la circulation des trains à l’ouest de Megantic, et le CCF de Bangor contrôlait la circulation des trains à l’est de Megantic. Le CCF de Farnham de service au moment de l’accident était un ML qualifié qui avait précédemment acquis de l’expérience en matière d’immobilisation des trains à Nantes.

1.6 Renseignements sur le personnel

Entre Farnham et Nantes, le MMA-002 était exploité par 1 ML qui se trouvait dans la locomotive de tête et exploitait le train en fonction des instructions spéciales pour l’exploitation des trains par un seul employé. Le ML était titulaire d’un certificat de compétence à l’égard des règles et répondait aux exigences réglementaires relatives à la condition physique et au temps de travail et de repos. Le ML avait effectué 2 quarts de travail dans les jours précédant l’accident :

MMA-002 (en direction est entre Farnham et Megantic), le 2 juillet 2013 de 12 h 30 à 0 h 30,

MMA-001 (en direction ouest entre Megantic et Farnham), le 3 juillet 2013 de 8 h 30 à 20 h 30.

Ces 2 voyages avaient été effectués en compagnie d’un chef de train.

Le 5 juillet 2013, le ML s’est réveillé vers 5 h 30 et est entré en service à 13 h 30 pour prendre les commandes du MMA-002. Lorsqu’il dormait chez lui à Farnham, le ML prenait généralement quelque 8 heures de sommeil par nuit. Lorsqu’il était à l’extérieur, le ML dormait habituellement de 5 à 6 heures par nuit.

Le ML avait été embauché par le CFCP en janvier 1980, et s’était qualifié comme ML en 1986. En septembre 1996, il était passé au service du QSR, lorsque la compagnie avait acheté la voie du CFCP. En janvier 2003, le ML a été muté à la MMA lorsque Rail World, Inc. (RWI), société mère de la MMA, a acheté le QSR. Au cours de cette période, il avait effectué des centaines de voyages entre Farnham et Lac-Mégantic, et connaissait bien le territoire.

Au cours des 12 mois qui ont précédé l’accident, le ML avait effectué une soixantaine de voyages en direction est à bord du MMA-002. Il avait complété une vingtaine d’entre eux en tant qu’exploitant seul.

1.7 Renseignements sur le train

Les wagons-citernes sont partis de New Town (Dakota du Nord), où ils ont été pris en charge par le CFCP. À l’origine, le train était constitué de 1 wagon couvert (le wagon-tampon) et de 78 wagons-citernes chargés de pétrole brut (UN 1267), un liquide inflammable de Classe 3. Le 30 juin 2013, alors que le train était à Harvey (Dakota du Nord), 1 wagon-citerne a été retiré à cause d’un défaut mécanique après que le train a subi une inspection de sécurité ainsi qu’un essai de classe 1 des freins à airNote de bas de page 8. L’essai des freins à air vérifie l’intégrité et la continuité de la conduite générale, ainsi que la timonerie des freins, et le serrage et le desserrage des freins à air de chaque wagon.

Le pétrole brut avait été acheté de la compagnie World Fuel Services, Inc. (WFSI) par Irving Oil Commercial G.P. Les documents d’expédition indiquaient que l’expéditeur était la Western Petroleum Company (une filiale de WFSI), et que le consignataire était Irving Oil Ltd. (Irving).

Les wagons-citernes sont passés par Minneapolis (Minnesota), Milwaukee (Wisconsin), Chicago (Illinois), Détroit (Michigan), et sont entrés au Canada à Windsor (Ontario). Les wagons-citernes se sont dirigés vers Toronto (Ontario) et ont subi un essai no 1 des freins à air effectué par un inspecteur de wagon certifié le 4 juillet 2013. Quand ils ont quitté Toronto, ils faisaient partie d’un train de marchandises mixtes, composé de 2 locomotives et de 120 wagons, à destination de Montréal (Québec). Lorsque le train est arrivé à Montréal, il a subi une inspection de sécurité et mécanique régulière au triage Saint-Luc le 5 juillet 2013. Des défauts mécaniques ont été relevés sur 5 wagons-citernes, qui ont été retirés du train. Les autres wagons-citernes ont alors été échangés à la MMA.

En matinée le 5 juillet 2013, les wagons-citernes ont été conduits jusqu’à Farnham, où ils ont fait l’objet d’un essai de la continuité des freins et d’une inspection mécanique de TC. Des défauts mineurs ont été relevés sur 2 wagons, et ils ont été corrigés. Lorsqu’il est parti de Farnham, le train mesurait environ 4700 pieds, pesait environ 10 290 tonnes (annexe B) et était constitué du matériel suivant (photo 2) :

locomotive de tête MMA 5017, General Electric Company (GE) C30-7; fourgon spécialisé (wagon VB) VB 1; locomotive MMA 5026, GE C30-7; locomotive CITX 3053, General Motors (GM) SD-40; locomotive MMA 5023, GE C30-7; locomotive CEFX 3166, GM SD-40; wagon-tampon, CIBX 172032; 72 wagons-citernes.

Photo 2. Le MMA-002 à Brookport, le 5 juillet 2013 (source : Richard Deuso, avec annotations du BST)

1.8 Renseignements sur les lieux de l’accident

L’enquête s’est concentrée sur 3 endroits (figure 3) :

Nantes, où le train était garé;

le centre-ville de Lac-Mégantic, où le train a déraillé;

la pente ascendante, à l’est de Megantic, où le groupe de traction s’est finalement arrêté (point milliaire 116,41 de la subdivision Moosehead).

Figure 3. Les 3 endroits sur lesquels l'enquête s'est concentrée : Nantes, le centre-ville de Lac-Mégantic et l'endroit où les locomotives ont arrêté leur course (point milliaire 116,41 de la subdivision Moosehead) (source : Google Earth, avec annotations du BST)

1.8.1 Nantes

Les voies ferrées à Nantes se trouvent dans une zone rurale où la voie principale et une voie d’évitement sont parallèles et longent l’autoroute publique 161. La pente descendante moyenne de la voie principale où le train était garé est de 0,92 %Note de bas de page 9. Au cours de l’examen des lieux, on a trouvé un résidu huileux noir sur la végétation environnante et sur les rails à l’endroit où la locomotive de tête était garée (photo 3).

Photo 3. Résidu huileux sur le sol et la végétation à Nantes. À noter, le dérailleur sur la voie d'évitement adjacente à gauche (vue en direction ouest à partir de l'endroit où la locomotive de tête était garée sur la voie principale)

L’aiguillage est de la voie d’évitement se trouvait au point milliaire 6,67, et la voie d’évitement avait une longueur de 7160 pieds. Au moment de l’accident, plusieurs wagons y étaient entreposés. La voie d’évitement était munie d’un dérailleur spécialNote de bas de page 10, situé à environ 230 pieds à l’ouest de l’aiguillage (photo 3). Un dérailleur est un dispositif mécanique de sécurité qui repose au sommet du rail et sert à faire dérailler du matériel parti à la dérive. Le dérailleur était verrouillé en position de déraillement pour protéger la voie principale de tout mouvement involontaire du matériel sur la voie d’évitement.

1.8.2 Site du déraillement à Lac-Mégantic

La gare Megantic de la MMA se trouvait dans une zone commerciale de Lac-Mégantic, où les subdivisions Sherbrooke et Moosehead se rejoignaient. La rue Frontenac, une artère principale, passait en plein centre de la ville. La voie principale traversait la rue Frontenac juste à l’ouest du branchement de Megantic Ouest et était entretenue pour une vitesse maximum de 15 mi/h. Le branchement se trouvait au point milliaire 0,23, et les pointes d’aiguille étaient orientées vers l’ouest (photo 4).

Photo 4. Passage à niveau public de la rue Frontenac, direction est. Le cercle indique l'endroit où se trouvaient les pointes d'aiguille et le cœur de croisement du branchement de Megantic Ouest (source : Pierre Blondin, avec annotations du BST)

Le matériel déraillé recouvrait la voie principale, 3 voies de triage adjacentes et la voie ouest du triangle de virage, lequel constitue un ensemble de voies formant un triangle pouvant servir à faire tourner du matériel roulant (photo 5)Note de bas de page 11. Au moment de l’accident, des wagons couverts étaient garés sur les voies de triage 1 et 2.

Photo 5. Vue en direction est de la disposition des voies par rapport aux premiers wagons déraillés : voie principale (A), voie de triage 1 (B), voie de triage 2 (C), voie de triage 3 (D), et les voies ouest et est du triangle de virage (E et F)

La voie et l’infrastructure du passage à niveau ont subi les dommages suivants :

Les dommages à la voie principale commençaient à environ 20 pieds à l’est de la rue Frontenac.

Le branchement de la voie principale, quelque 400 pieds de voie principale, et un autre 2000 pieds de voies de triage et du triangle de virage, y compris 3 branchements, étaient détruits.

À environ 500 pieds du passage à niveau, la voie principale était déplacée d’environ 4 pieds vers le nord.

Les voies de triage 1 et 2 étaient démolies à partir du branchement à l’ouest sur une longueur d’environ 600 pieds et 500 pieds, respectivement.

Les rails étaient recourbés et tordus, détachés des selles de rail et déplacés de façon aléatoire. En raison de l’intensité de l’incendie, la plupart des composants de la voie étaient lourdement endommagés.

Le mât en porte-à-faux à l’angle sud-est du passage à niveau public de la rue Frontenac et sa boîte de commande ont été fracassés. Des feux de circulation routière, des poteaux d’électricité, des lampadaires et d’autres dispositifs ont également été endommagés.

Le matériel déraillé qui se trouvait sur le site à Lac-Mégantic comprenait 2 wagons couverts et 63 wagons-citernes chargés.

Le matériel déraillé s’est arrêté de la façon suivante :

Le wagon-tampon (wagon couvert), dont la mâchoire d’attelage à l’extrémité avant était rompue en raison d’une surcharge en tension (rapport du laboratoire d’ingénierie LP184/2013), et les 3 premiers wagons-citernes déraillés s’étaient renversés, s’étaient mis en portefeuille, et étaient partiellement attelés. Ils avaient arrêté leur course à proximité les uns des autres et avaient heurté les 7 wagons couverts garés sur la voie de triage 2, faisant dérailler 1 des wagons couverts à l’arrêt.

Les quatrième et cinquième wagons-citernes déraillés s’étaient également renversés, mis en portefeuille, et s’étaient arrêtés entre les voies de triage 2 et 3, à 50 pieds environ au nord de la voie principale. Ils étaient à une distance de 125 pieds des wagons précédents et avaient heurté des rails empilés qui étaient entreposés dans le triage.

Les sixième et septième wagons-citernes déraillés, toujours attelés l’un à l’autre, s’étaient arrêtés près de la voie de triage 3, à 150 pieds environ au nord de la voie principale.

Le huitième wagon-citerne déraillé était dételé et s’était arrêté dans une zone boisée entre la voie de triage 3 et la voie ouest du triangle de virage.

Tous les autres wagons-citernes déraillés étaient empilés en direction de la voie ouest du triangle de virage, et le dernier wagon déraillé s’était arrêté sur le passage à niveau de la rue Frontenac. Les neuvième et dixième wagons étaient encore attelés et alignés avec la plate-forme de la voie. Les 53 wagons suivants s’étaient détachés de leurs bogies, s’étaient mis en portefeuille, et étaient lourdement endommagés. Les débris du matériel déraillé se trouvaient tous sur le site du déraillement. La plupart des essieux montés et des bogies ont été retrouvés au sud des wagons empilés, à quelque 400 pieds au plus du passage à niveau de la rue Frontenac. Aucun morceau de wagon-citerne qui aurait pu être projeté au-delà du centre-ville n’a été signalé.

Les 9 derniers wagons-citernes du train sont restés attelés au dernier wagon déraillé, mais n’ont pas déraillé.

Un examen du matériel déraillé a permis de constater que le frein à main du wagon-tampon avait été serré. On n’a relevé le serrage des freins à main sur aucun des wagons-citernes.

1.8.3 Emplacement du groupe de traction

Le groupe de traction s’est arrêté à quelque 4400 pieds à l’est du site du déraillement à Lac-Mégantic, au point milliaire 116,41 de la subdivision Moosehead (photo 6).

Photo 6. Emplacement du groupe de traction (point milliaire 116,41 de la subdivision Moosehead) par rapport au site du déraillement. Les flèches blanches indiquent la route suivie par le groupe de traction le long de la voie principale.

À cet endroit, la voie était parallèle à la rue d’Orsennens. Au cours de l’examen des lieux, on a relevé ce qui suit :

La voie n’était pas endommagée entre le site du déraillement et l’endroit où se trouvaient les locomotives.

Il y avait un résidu huileux noir, semblable à celui relevé à Nantes, sur le sol à côté de la locomotive de tête (MMA 5017) ainsi qu’à quelque 600 pieds à l’est de l’endroit où les locomotives se sont arrêtées.

Les freins à main des 5 locomotives et du wagon VB étaient serrés.

Il y avait une usure importante de certaines semelles de frein ainsi qu’un bleuissage Note de bas de page 12 plus ou moins prononcé sur la plupart des roues.

plus ou moins prononcé sur la plupart des roues. Une des mâchoires d’attelage qui reliaient la deuxième locomotive (MMA 5026) à la troisième locomotive (CITX 3053) était rompue, et une conduite couplable de locomotive était coincée entre les mâchoires (photo 7), ce qui indique que le groupe de traction s’était séparé puis s’était rassemblé de nouveau.

Un morceau de la mâchoire rompue a été trouvé sous la deuxième locomotive, à une quinzaine de pieds de l’attelage (photo 8). La mâchoire et le pivot de la mâchoire de locomotive se sont rompus en raison d’une surcharge en traction, qui a pris naissance dans des fissures de fatigue pré-existantes (rapport du laboratoire d’ingénierie LP184/2013).

Photo 7. Conduite couplable coincée entre les mâchoires d'attelage de la deuxième et de la troisième locomotives (après l'accident)

Photo 8. Morceau de la mâchoire d'attelage de locomotive rompue trouvé sous la deuxième locomotive

1.9 Freins à air du train

Les trains sont munis de 2 circuits de freins à air : les freins automatiques et les freins indépendants. Le circuit de freins automatiques serre les freins sur chacun des wagons et sur chaque locomotive du train, et il est normalement utilisé au cours de l’exploitation du train, pour ralentir ou arrêter le train. Chaque locomotive est munie d’un circuit de freins indépendants, qui ne serre les freins que sur les locomotives. Les freins indépendants ne sont normalement pas utilisés au cours de l’exploitation du train, mais servent principalement de frein de stationnement.

1.9.1 Freins automatiques

Le circuit de freins automatiques d’un train est alimenté en air par des compresseurs qui se trouvent sur chacune des locomotives en marche. L’air est emmagasiné dans le réservoir principal de la locomotive. Le réservoir fournit une pression d’air d’environ 90 livres par pouce carré (lb/po²) à la conduite générale, qui s’étend d’un bout à l’autre du train, reliant chaque locomotive et chaque wagon. Les changements de pression d’air dans la conduite générale déclenchent le serrage des freins de tout le train.

Lorsqu’il faut serrer les freins automatiques, le ML place la manette des freins automatiques à la position voulue, ce qui évacue l’air de la conduite générale. Lorsque la valve de commande de frein à air de chaque wagon capte suffisamment de différence de pression, l’air passe dans le cylindre de frein du wagon à partir du réservoir qui se trouve sur chacun des wagons, ce qui a pour effet de serrer les semelles de frein sur les roues.

Pour desserrer les freins, le ML place la manette des freins automatiques à la position de desserrage, ce qui fait en sorte que l’air du réservoir principal de la locomotive pénètre dans la conduite générale et rétablit la pression à 90 lb/po². Lorsque la valve de commande de frein de chaque wagon capte ce changement, l’air est évacué de son cylindre de frein, et les semelles s’éloignent des roues.

1.9.2 Freins indépendants

Les freins indépendants sont eux aussi alimentés en air par le réservoir principal. Lorsqu’il faut serrer les freins indépendants, le ML actionne la manette des freins indépendants, ce qui injecte jusqu’à 75 lb/po² de pression d’air directement du réservoir principal dans les cylindres de frein de la locomotive. Cela a pour effet de serrer les semelles de frein sur les roues (figure 4).

Figure 4. Schéma des freins à air et des freins à main de locomotive

Pour desserrer les freins indépendants, le ML place la manette des freins indépendants à la position de desserrage, ce qui fait en sorte que l’air est évacué des cylindres de frein de la locomotive, et les semelles s’éloignent des roues.

1.9.3 Freinage de service

Un freinage de service est semblable au serrage à fond des freins automatiques. Toutefois, il fait chuter la pression dans la conduite générale à zéro, de sorte qu’un train en mouvement doit s’arrêter le temps de remplir de nouveau la conduite générale. Ce type de freinage se produit lorsqu’un freinage est initié par le circuit, par exemple lorsque le dispositif de veille automatique n’est pas réarmé. Le serrage s’effectue à un rythme qui ne vide pas complètement le réservoir d’air d’urgence de chacun des wagons.

1.9.4 Freinage d’urgence

Un freinage d’urgence est le serrage à fond des freins à air d’un train qui fait rapidement chuter la pression dans la conduite générale à zéro, soit parce que la conduite générale s’est séparée, soit parce que l’exploitant a initié le freinage. Par suite d’un freinage d’urgence, tout le circuit d’air du train est vide.

Lorsque la pression dans la conduite générale est de moins de 40 lb/po², on ne peut pas s’y fier pour déclencher un freinage d’urgence.

1.9.5 Fuites

Lorsque le moteur des locomotives est coupé, les compresseurs d’air s’éteignent eux aussi et ne fournissent plus d’air au train. Par conséquent, puisque le circuit a de nombreux raccords, qui sont sujets à des fuites d’air, la pression d’air dans le réservoir principal se met bientôt à diminuer.

Étant donné que le réservoir principal fournit l’air à l’ensemble du circuit, lorsque la pression dans le réservoir principal atteint celle dans la conduite générale, la pression dans ces 2 composants commence à baisser au même rythme. Le même phénomène se produit lorsque la pression dans le réservoir principal et celle dans la conduite générale atteignent le même niveau que celle dans le cylindre de frein : la pression dans les 3 composants diminue alors au même rythme.

Au fur et à mesure que la pression d’air dans le cylindre de frein baisse, l’effort exercé sur les roues de la locomotive par les freins indépendants diminue. À la longue, si le circuit n’est pas réalimenté en air, les freins des locomotives deviennent complètement inefficaces.

1.10 Freins à main du train

En plus du circuit de freins à air du train, toutes les locomotives et tous les wagons sont munis d’au moins 1 frein à main, qui est un dispositif mécanique qui serre les semelles de frein sur les roues pour les empêcher de bouger ou pour en re tarder le mouvement (photo 9). Habituellement, les freins à main se composent d’une timonerie de frein à main, qui désigne l’extrémité B de chaque wagon. Lorsque la timonerie est resserrée, les freins se serrent.

L’efficacité des freins à main dépend de plusieurs facteurs, notamment de la lubrification du système d’engrenage du frein à main et de l’ajustement du volant. La force exercée par la personne qui serre le frein à main, qui peut varier énormément d’une personne à l’autre, est un autre facteur important. Par exemple, les normes de l’industrie ferroviaire se fondent sur un couple de serrage de 125 livres exercé sur l’extérieur du volant du frein à main. Toutefois, des enquêtes précédentes du BST ont permis de constater qu’en moyenne, les employés exercent une force de 80 pieds-livres à 100 pieds-livres.

Photo 9. Timonerie et volant du frein à main à l'extrémité B d'un wagon-citerne

1.10.1 Exigences relatives aux freins à main

Locomotives

Il n’y a aucune exigence selon laquelle une locomotive devrait être capable de retenir tout autre matériel roulant lorsque le frein à main est serré. Sur de nombreuses locomotives, y compris celles en cause dans l’accident, lorsque le frein à main est serré, seulement 2 des jusqu’à 12 semelles de frein sont serrées sur les roues de la locomotive.

Pour les locomotives entrées en service après le 4 janvier 2004, la Federal Railroad Administration (FRA) des États-Unis exige que le ou les freins à main soient capables à eux seuls de retenir une locomotive sur une pente de 3 %. Ceci équivaut à un coefficient de freinage netNote de bas de page 13 d’environ 10 %. Bien qu’il n’y ait pas eu de telles exigences avant 2004, les constructeurs de locomotives concevaient généralement des freins à main capables de retenir la locomotive sur une pente de 3 %.

1.10.2 Wagons

Selon la norme S401 (Brake Design Requirements – Exigences relatives à la conception des freins) du Manual of Standards and Recommended Practices (MSRP) de l’Association of American Railroads (AAR), l’effort exercé sur les roues par les semelles de frein doit être égal à environ 10 % de la charge brute du wagon lorsqu’on applique un couple de serrage de 125 livres sur l’extérieur du volant du frein à main.

Contrairement à ce qui se produit dans le cas des freins à main de nombreuses locomotives, les freins à main des wagons serrent habituellement toutes les semelles de frein (normalement 8) sur les roues.

1.11 Essai de l’efficacité des freins à main

Pour vérifier si les freins à main serrés sont suffisants pour immobiliser le train, les équipes étaient tenues d’effectuer un essai de l’efficacité des freins à main, conformément à la règle 112 (b) du REF, pour s’assurer que le matériel ne se déplacerait pas. Après avoir serré les freins à main, on procède à l’essai en desserrant tous les freins à air et en permettant au jeu d’attelage de s’ajuster sous l’effet de la gravité, ou en essayant de faire bouger légèrement le matériel en utilisant une force raisonnable de la locomotive.

Si les freins à main empêchent le matériel de bouger, on peut alors en conclure qu’ils sont suffisants. Sinon, il faut serrer plus de freins à main et refaire l’essai jusqu’à ce que le résultat de l’essai de l’efficacité soit satisfaisant.

Les instructions spéciales de certaines compagnies ferroviaires canadiennes, y compris celles de la MMA, permettaient d’inclure les freins à main serrés sur le groupe de traction dans le calcul du nombre minimum de freins à main nécessaires. Par exemple, si les instructions spéciales d’une compagnie exigeaient qu’au moins 10 freins à main soient serrés, et que le train était exploité à l’aide de 4 locomotives, il suffisait de serrer les freins à main de seulement 6 wagons en plus de ceux serrés sur les locomotives. Lorsqu’il effectue un essai de l’efficacité des freins à main alors que les freins à main du groupe de traction sont serrés, le ML doit compenser pour l’effort de freinage généré par les locomotives avant de déplacer le reste du train.

1.12 Règles et instructions sur l’immobilisation du matériel roulant

1.12.1 Règle 112 du Règlement d’exploitation ferroviaire du Canada

Le REF est un recueil des règles aux termes desquelles les compagnies ferroviaires canadiennes de compétence fédérale sont exploitées, y compris les activités de la MMA au Canada. Au moment de l’accident, la règle 112 du REF précisait, entre autres, que :

(a) Lorsque du matériel roulant est laissé à un endroit quelconque, il faut serrer un nombre suffisant de freins à main pour en assurer l’immobilisation. Des instructions spéciales indiqueront le nombre minimum de freins à main à serrer aux endroits où le matériel roulant est laissé. Si le matériel roulant est laissé sur une voie d’évitement, il faut l’atteler au matériel roulant qui pourrait déjà s’y trouver, à moins que la présence d’un passage à niveau public ou une particularité des lieux oblige à les séparer Note de bas de page 14.

Pour faire en sorte que l’effort de freinage soit suffisant pour empêcher le mouvement involontaire d’un train ou de wagons, le REF exigeait que l’efficacité soit vérifiée lorsque les freins à main étaient utilisés pour immobiliser du matériel. La règle prévoyait que :

(b) Avant d’utiliser un ou des freins à main pour immobiliser du matériel roulant laissé sur place ou arrêter un véhicule accompagné à sa destination, il faut en vérifier l’efficacité. Après avoir serré le ou les freins à main, il faut vérifier la résistance au déplacement en déplaçant légèrement le wagon ou la rame de wagons pour s’assurer que le ou les freins serrés produisent un effort de freinage suffisant pour immobiliser le matériel en question […] Note de bas de page 15

En plus de la règle 112 du REF, les employés de la MMA devaient suivre les instructions spéciales qui se trouvaient dans les Instructions spéciales générales (ISG) et les Règlements de sécurité de la MMA.

Étant donné que la MMA exerçait ses activités sur un territoire ayant appartenu au CFCP, la compagnie avait adopté les Instructions générales d’exploitation (IGE) du CFCPNote de bas de page 16.

1.12.2 Instructions spéciales générales de la Montreal, Maine & Atlantic Railway relatives à la règle 112

La section 112-1, Freins à main, des ISG de la MMA comportait des instructions sur le nombre minimum de freins à main nécessaires et précisait notamment ce qui suit :

Les membres de l’équipe sont responsables d’immobiliser le matériel à l’arrêt avec des freins à main pour empêcher tout mouvement indésirable. Il ne faut pas dépendre du système de frein à air pour empêcher un mouvement indésirable. […] Wagons Freins à main Wagons Freins à main 1 – 2 1 frein à main 50 - 59 7 freins à main 3 – 9 2 freins à main 60 - 69 8 freins à main 10 – 19 3 freins à main 70 - 79 9 freins à main 20 – 29 4 freins à main 80 - 89 10 freins à main 30 – 39 5 freins à main 90 - 99 11 freins à main 40 – 49 6 freins à main 100 - 109 12 freins à main Nota : […] Si les conditions l’exigent, des freins à main additionnels doivent être appliqués pour empêcher tout mouvement indésirableNote de bas de page 17.

Les chiffres indiqués dans le tableau sont généralement appelés l’instruction « 10 % + 2 » par les employés de la MMA.

La section 112-2, Freins à main, nombre minimum réduit, emplacements spécifiques désignés, précisait des endroits spécifiques où le nombre minimum de freins à main avait été réduit. Par exemple, à Sherbrooke, entre les signaux de zone de marche prudente, y compris sur la voie principale et les voies d’évitement, ainsi qu’à Farnham, le nombre minimum de freins à main équivalait à environ 10 %. Dans le triage Megantic, le nombre requis était de moins de 10 %.

12.12.3 Règlements de sécurité de la Montreal, Maine & Atlantic Railway relatifs à la règle 112

La règle de sécurité 9200 de la MMA, Quantité suffisante – Fonctionnement des freins à main, indiquait, entre autres, que :

Les employés doivent : a. Savoir comment manœuvrer les types de freins à main qui équipent les divers types de wagons. […] c. Avant de manœuvrer le frein à main, faire une inspection visuelle de la roue, du levier, du cliquet et de la chaîne de frein. […] f. Il faut être conscient et travailler à l’intérieur des limites de vos capacités physiques et ne pas utiliser de force excessive pour accomplir des tâches. Les anciennes pratiques qui ne se conforment pas aux règlements sont inacceptablesNote de bas de page 18.

La règle de sécurité 9210 de la MMA prévoyait notamment que :

h. Tous les freins à main doivent être entièrement appliqués sur toutes les locomotives dans le groupe de traction de tête d’un train sans surveillance. i. En quittant le matériel de chemin de fer, le nombre minimum de freins à main doit être appliqué tel qu’indiqué dans les instructions spécialesNote de bas de page 19. Des freins à main additionnels peuvent être exigés; les facteurs qui doivent être considérés sont : Nombre total de wagons Wagons chargés ou vides Conditions météorologiques Pente de voie […] k. En référence au nombre minimum de freins à main dans les instructions spéciales, il est acceptable d’inclure les freins à main appliqués sur des locomotives. […] m. Il peut y avoir des situations où tous les freins à main doivent être appliqués. […] o. Pour s’assurer que les freins à main sont appliqués en nombre approprié, relâcher tous les freins à air et permettre ou forcer le jeu à s’ajuster. Il doit être évident quand le jeu rentre ou sort que les freins à main sont suffisants pour empêcher la tranche de wagons de se déplacer. Ceci doit être fait avant de dételer ou avant de laisser le matériel sans surveillanceNote de bas de page 20.

1.12.4 Instructions des compagnies ferroviaires de catégorie 1 relatives à la règle 112 du Règlement d’exploitation ferroviaire du Canada

1.12.4.1 Chemin de fer Canadien Pacifique

Jusqu’au début de 2013, les instructions du CFCP sur la détermination du nombre minimum de freins à main consistaient à diviser par 10 le nombre de wagons qui allaient être laissés sans surveillance, puis à ajouter 2 au reste. Les instructions comportaient également une exigence selon laquelle chaque locomotive laissée sans surveillance devait être immobilisée à l’aide de son frein à main. Ainsi, lorsqu’un train devait être laissé sans surveillance avec une ou des locomotives attelées, il était acceptable d’inclure les freins à main de locomotive dans le calcul du nombre minimum de freins à main nécessaires.

Avant l’accident, le CFCP a modifié ses instructions sur les freins à main de sorte qu’elles ne précisaient plus un nombre minimum de freins à main. Ainsi, les équipes avaient la responsabilité d’évaluer leur train et autres conditions d’exploitation afin de déterminer le nombre suffisant de freins à main et d’en vérifier l’efficacité avant de laisser le matériel roulant sans surveillance.

En outre, la section 2.0 des IGE du CFCP précisait toujours que, sur les pentes douces, raides ou en terrain montagneuxNote de bas de page 21, un nombre de freins à main spécifique (supérieur au nombre minimum) était nécessaire lorsqu’il n’était pas possible d’effectuer un essai de l’efficacité des freins à main. Par exemple, sur les pentes de 1,0 % à 1,29 %, il fallait serrer les freins à main sur 25 % du train. De plus, sur certains territoires, un plus grand nombre de freins à main étaient nécessaires lorsque du matériel était arrêté sur une pente.

1.12.4.2 Canadien National

Au Canadien National (CN), les instructions sur les freins à main qui étaient en vigueur au moment de l’accident pour les wagons laissés sans surveillance étaient :

De diviser par 10 le nombre de wagons du train et d’ajouter 1 frein à main de plus, jusqu’à un maximum de 5 freins à main.

Si l’essai de l’efficacité des freins à main est insatisfaisant, un plus grand nombre de freins à main sont nécessaires pour s’assurer que le matériel demeure immobilisé.

À certains endroits précisés dans l’indicateur du CN, le nombre de freins à main nécessaires était le double (jusqu’à un maximum de 10) selon les caractéristiques de la voie.

Les trains dont les locomotives sont attelées et au moins 1 locomotive est en marche peuvent être laissés sur la voie principale avec seulement 1 frein à main de locomotive serré en autant qu’il y a continuité du circuit de freinage de tout le train, que les freins à air automatiques sont serrés à fond et que les freins indépendants sont serrés Note de bas de page 22.

En plus des instructions susmentionnées, le CN avait également les instructions spéciales énoncées ci-après pour laisser des trains ou des transferts sans surveillance en terrain montagneux :

Ne pas ménager les efforts, y compris une pré-planification de la part du CCF, pour éviter de laisser des trains ou des transferts sur des pentes raides de plus de 0,75 %.

Lorsqu’il est absolument nécessaire de le faire, il faut serrer un nombre suffisant de freins à main pour empêcher tout mouvement involontaire que pourrait entraîner une éventuelle fuite dans le cylindre de frein.

Ne pas se fier uniquement aux freins à air automatiques pour immobiliser du matériel roulant en vue d’en empêcher le mouvement involontaire.

Utiliser le moins possible les freins à air pour arrêter le train.

Laisser les locomotives attelées pour assurer la continuité de la conduite générale d’un bout à l’autre du train, et ne pas purger l’air des wagons avant de serrer les freins à main.

Serrer 25 % des freins à main du train sur les pentes de 0,75 % à 0,9 %, et 40 % des freins à main du train sur les pentes allant jusqu’à 1,4 % Note de bas de page 23.

Les membres d’équipe étaient tenus de communiquer et de confirmer qu’ils avaient laissé le train conformément aux instructions, et ils devaient informer le CCF du nombre de freins à main serrés.

1.13 Enregistrements

1.13.1 Consignateur d’événements de locomotive

Le consignateur d’événements de locomotive (CEL) s’apparente à la « boîte noire » des aéronefs. Le CEL capte et enregistre un certain nombre de paramètres, notamment la position du manipulateur, l’heure, la vitesse et la distance, ainsi que la pression dans la conduite générale et dans le cylindre de frein de la locomotive. Un changement de la pression d’air dans la conduite générale entraîne le serrage (ou le desserrage) des freins à air de chaque wagon. Dans l’accident à l’étude, puisque le train était sans surveillance, le CEL a fourni des données essentielles.

Le tableau 1 résume certains des renseignements importants téléchargés du CEL de la locomotive de tête. La pression dans la conduite générale est à son maximum à 95 lb/po² (freins complètement desserrés), et la pression dans le cylindre de frein de la locomotive est à son maximum à 70 lb/po² (serrage à fond des freins indépendants). Toute baisse de la pression dans le cylindre de frein correspond à une diminution de l’effort de freinage.

Tableau 1. Données du consignateur d’événements de locomotive Heure mi/h Pression dans la conduite générale

(lb/po²) Pression dans le cylindre de frein de la locomotive (lb/po²) Événement 5 juillet 2013,

22 h 49 min 37 s 0 82 69 Le MMA-002 est arrêté à Nantes par serrage des freins automatiques (13 lb/po²), et les freins indépendants sont serrés à fond. 23 h 3 min 48 s 0 94 69 Les freins automatiques sont desserrés. Les freins indépendants de locomotive demeurent serrés à fond. 23 h 58 min 42 s 0 95 69 La locomotive de tête MMA 5017 est arrêtée. 6 juillet 2013,

0 h 5 min 55 s 0 94 70 La pression dans la conduite générale commence à baisser et continue de baisser à un rythme moyen de 1 lb/po² à la minute. 0 h 13 min 55 s 0 79 69 La pression dans le cylindre des freins indépendants commence à baisser au même rythme que celle de la conduite générale. 0 h 58 min 21 s 1 32 27 Le MMA-002 part à la dérive. 1 h 15 min 30 s 65 16 14 La vitesse enregistrée la plus élevée de 65 mi/h est atteinte. 1 h 15 min 31 s 65 0 14 La pression dans la conduite générale baisse à 0 lb/po² alors que les wagons commencent à dérailler. Le groupe de traction se sépare en 2 sections. 1 h 17 min 12 s 0 0 6 La première section s’arrête à 5016 pieds à l’est du point de déraillement, au point milliaire 116,30 de la subdivision Moosehead, sur une pente ascendante de 1 %. 2 h 45 min 6 s 1 0 0 La première section du groupe de traction commence à reculer (vers l’ouest) en descendant la pente en direction du centre-ville de Lac-Mégantic. 2 h 46 min 23 s 8 0 0 La première section du groupe de traction parcourt 475 pieds en direction ouest et heurte la deuxième section du groupe de traction à l’arrêt. 2 h 46 min 42 s 0 0 0 Les 2 sections se rassemblent de nouveau et parcourent 106 pieds de plus en direction ouest avant de finalement s’arrêter.

13.2 Unité de détection et de freinage

Une unité de détection et de freinage (UDF) est un dispositif placé à la queue du train et qui est relié à la conduite générale du train. L’unité détecte le mouvement du train, surveille la pression dans la conduite générale et transmet les données à la locomotive où elles sont affichées dans la cabine. L’UDF peut également servir à déclencher un freinage d’urgence à partir de la queue du train.

Les données de l’UDF du MMA-002 ont été téléchargées (rapport du laboratoire d’ingénierie LP132/2013). Une analyse des données de l’UDF a révélé que, lorsque l’UDF a enregistré le premier mouvement (début du déplacement) à Nantes, la pression dans la conduite générale à la queue du train était de 29 lb/po². Environ 16 minutes et 40 secondes après le début du déplacement du train, la pression dans la conduite générale à la queue du train était passée à 0 lb/po².

1.14 Essais des freins effectués par le Bureau de la sécurité des transports

1.14.1 Essais des freins à air et des freins à main effectués à l’aide de locomotives et de wagons-citernes semblables

Un train semblable au MMA-002 a été assemblé pour mettre à l’épreuve le rendement du circuit de freinage. Le train était constitué de 5 locomotives (2 GE C30-7, 2 GE C39-8 et 1 GM SD-40), de 1 wagon VB, et de 80 wagons-citernes de catégorie 111. Le premier essai visait à déterminer combien de temps il faudrait pour couper le moteur manuellement des 4 locomotives menées et serrer des freins à main. Le tableau 2 présente les résultats de l’essai.

Tableau 2. Temps nécessaire pour arrêter les 4 locomotives menées et serrer des freins à main Nombre de locomotives arrêtées Nombre de freins à main serrés Temps nécessaire 4 7 9 minutes et 20 secondes 4 9 10 minutes et 55 secondes 4 18 17 minutes et 20 secondes

Un deuxième essai a été effectué avec les locomotives arrêtées, la conduite générale complètement remplie d’air, les freins automatiques desserrés et les freins indépendants serrés, pour comprendre les répercussions, sur le circuit de freinage, d’une fuite d’air normale. La pression dans la conduite générale ainsi que celle dans le cylindre de frein de locomotive ont été surveillées à différents endroits sur le train. L’essai a permis de tirer les conclusions suivantes :

Après 30 minutes, la pression dans la conduite générale a commencé à baisser et a continué à le faire à un rythme moyen d’environ 1 lb/po² à la minute.

Après 50 minutes, la pression dans le cylindre de frein de locomotive a commencé à diminuer au même rythme que celle dans la conduite générale.

Après 1 heure et 35 minutes, la pression dans le cylindre de frein a baissé à 27 lb/po², comme c’était le cas au moment où le MMA-002 a commencé à se déplacer.

En raison de la diminution lente de la pression dans la conduite générale, aucun serrage des freins automatiques ne s’est produit.

En outre, lorsque les disjoncteurs ont été ouverts, aucun freinage de service ne s’est produit.

1.14.2 Essais des freins à air et des freins à main des locomotives en cause dans l’accident

Les locomotives du MMA-002 ont été déplacées jusqu’à la voie d’évitement de Vachon aux fins d’examens et d’essais des freins à air et des freins à main. L’examen a comporté un essai sur les fuites des freins de tout le groupe de traction, une évaluation de tout le circuit de freinage de chaque locomotive, et un essai sur l’effort de freinage exercé par les semelles de frein.

Le premier essai a permis de constater qu’à partir d’un circuit de freinage complètement rempli d’air, il a fallu 1 heure et 6 minutes pour que la pression dans le cylindre de frein baisse à 27 lb/po² en raison de la fuite d’air.

Le deuxième essai a évalué le rendement de freinage de chaque locomotive et de ses composants. L’annexe C indique les sources de fuite d’air qu’il a été possible de mesurer sur chacune des locomotives.

On s’attend à ce que l’air s’échappe des circuits des locomotives lorsque le moteur de ces dernières est coupé, mais le temps qui s’écoule avant que l’air soit complètement évacué des freins indépendants varie énormément. On a observé des fuites d’air, parfois excessives à partir de plusieurs composants, mais ces fuites ne dépassaient pas la capacité des locomotives à maintenir la pression dans le circuit, et la totalité de la fuite d’air était dans les normes. Néanmoins, en raison des résultats de ces essais, 5 soupapes, y compris la valve de purge rapide (V.P.R.) du cylindre de frein, ont été retirées pour subir une analyse plus poussée. La majorité des défauts relevés sur les soupapes étaient attribuables à leur âge et à l’état de leurs composants internes (joints d’étanchéité de caoutchouc, joints toriques, ressorts de retenue, etc.). Se référer au rapport du laboratoire d’ingénierie LP185/2013 pour de plus amples détails sur l’état des soupapes.

1.14.2.1 Valve de purge rapide (du cylindre de frein)

Sur les locomotives GE C30-7, le cylindre de frein des semelles de frein qui se serrent à l’aide du frein à main est muni d’une V.P.R. La V.P.R. se déclenche normalement lorsqu’on serre le frein à main à l’aide de la chaîne. Une fois déclenchée, la V.P.R. évacue l’air du cylindre de frein et fait en sorte que le frein à main puisse être serré efficacement (photo 10 et photo 11).

Photo 10. V.P.R. servant à évacuer l'air du cylindre de frein au cours du serrage du frein à main

Photo 11. Lorsque le frein à main est resserré, le mouvement vers le haut est censé déclencher le mécanisme de dégagement de la V.P.R.

La V.P.R. de la deuxième locomotive (MMA 5026) ne s’est pas déclenchée pour évacuer l’air du cylindre de frein lors de l’essai. Un examen de la V.P.R. a révélé de l’usure et des dommages au poussoir de la V.P.R. et à la surface intérieure du disque de retenue. De plus, l’examen a permis de constater que des réparations non standard avaient été apportées au mécanisme de dégagement de la valve pour tenter de la maintenir en état de fonctionner.

Si la V.P.R. ne se déclenche pas, les freins à main ne fourniront aucun effort de freinage. Pour veiller à ce que les freins à main continuent à fonctionner sur ces locomotives, la MMA avait publié le Bulletin sommaire d’exploitation 2-276, qui indiquait notamment que :

[traduction]

Le frein à main ne se serrera pas si l’air du cylindre de frein R#2 n’est pas évacué. La chaîne du frein à main se serrera et le frein à main pourrait sembler être en place; toutefois, si le cylindre de frein R#2 est en position « out », le frein à main n’est pas serré. Sur les locomotives C-30-7, si l’on n’entend pas l’air s’échapper lorsqu’on serre le frein à main, il se pourrait que la V.P.R. soit défectueuse ou mal ajustée. Il est possible de déclencher la valve manuellement à partir du sol du côté droit de la locomotive. La V.P.R. et son levier se trouvent directement à côté de la chaîne du frein à main, sur le dessus du bogie avant entre les essieux 2 et 3. Un membre d’équipe peut déclencher la valve manuellement à l’aide du levier qui se trouve sur la valve. Après le déclenchement de la V.P.R., le frein à main doit être resserré immédiatementNote de bas de page 24.

Le ML n’était pas au courant de cette instruction.

1.14.2.2 Examen des roues et des semelles de frein du groupe de traction

Les roues et les semelles de frein des locomotives ont été examinées. Les semelles de frein ont été mesurées pour analyser l’usure qu’elles avaient subie pendant que le train roulait à la dérive et déterminer l’effort de freinage qui était fourni (rapport du laboratoire d’ingénierie LP182/2013). L’examen a permis d’établir ce qui suit :

La garniture de certaines semelles de frein était usée jusqu’à la platine.

L’aspect général du bleuissage des roues (photo 12) et l’usure de la garniture des semelles de frein indiquaient que les freins indépendants avaient fourni la majeure partie de l’effort de freinage du train.

Seulement certaines des roues sur lesquelles s’exerçait l’effort des freins à main (2 par locomotive) montraient un bleuissage complet de la table de roulement ou une usure excessive de la garniture des semelles de frein. Ces observations laissaient croire que ces freins à main n’avaient pas été bien serrés ou n’avaient pas pu l’être.

Photo 12. Bleuissage d'une roue de locomotive attribuable à la chaleur

1.14.2.3 Essai de l’effort de freinage exercé par le groupe de traction

Un examen visant à déterminer l’effort de freinage généré par le groupe de traction a été effectué à l’aide des freins à air et des freins à main (rapport du laboratoire d’ingénierie LP187/2013). En supposant un coefficient de frottement de 0,38 et un couple de serrage de 100 pieds-livresNote de bas de page 25, il a été établi que :

Selon les calculs, l’effort de freinage total nécessaire pour retenir le train sur la pente où il était garé à Nantes aurait été d’environ 146 700 livres.

Avant de serrer les freins à main, l’effort de freinage total généré par les freins indépendants était d’environ 249 760 livres.

Après avoir serré les freins à main (et avoir déclenché les V.P.R. des locomotives qui en étaient munies), l’effort de freinage total généré par les freins indépendants était d’environ 215 500 livres.

L’effort de freinage total généré par les 7 freins à main qui étaient serrés sur le train (en tenant compte du fait que la V.P.R. de la MMA 5026 ne s’était pas déclenchée) était d’environ 48 600 livres. Si la V.P.R. avait fonctionné, l’effort de freinage total aurait été de 4830 livres de plus.

À une pression de 27 lb/po² dans le cylindre de frein, moment auquel le train a commencé à se déplacer, l’effort de freinage des freins indépendants était réduit à environ 97 400 livres.

Le coefficient de freinage moyen des freins à main de locomotive était d’environ 3,8 % (entre 3,0 % et 4,7 %). L’effort de freinage moyen généré par les freins à main de locomotive était d’environ 5590 livres par locomotive. (Lorsqu’un couple de serrage de 80 pieds-livres était appliqué, l’effort de freinage moyen était de 4360 livres par locomotive.)

Le coefficient de freinage du wagon VB était de 19,2 %.

1.14.3 Essais des freins à main et des freins à air des wagons-citernes

Les freins à air et les freins à main des 9 wagons-citernes qui n’ont pas déraillé ont fait l’objet d’essais, et ils répondaient aux exigences de l’AAR. Avec un couple de serrage de 80 pieds-livres, l’effort de freinage moyen généré par les freins à main était d’environ 6920 livres par wagon. Avec un couple de serrage de 100 pieds-livres, l’effort de freinage moyen généré était d’environ 8650 livres par wagon.

1.14.4 Essais de l’unité de détection et de freinage

Des essais ont été effectués sur 1 wagon dans le but de déterminer quel effet le débit de la fuite d’air dans la conduite générale a eu sur le circuit de freins à air du wagon. Par suite d’une fuite simulée dans la conduite générale, la pression dans la conduite générale du wagon a baissé de 5 lb/po² (pour passer à 85 lb/po²) en 7 minutes. Les freins à air du wagon ne se sont pas activés. Le circuit de freinage du wagon a été rempli de nouveau jusqu’à 90 lb/po², et on a répété l’essai. Au cours de cet essai, la pression dans la conduite générale a baissé de 80 lb/po² (pour atteindre 10 lb/po²) en 75 minutes. Une fois de plus, les freins à air du wagon ne se sont pas activés.

On a procédé à l’essai d’une UDF munie d’une turbineNote de bas de page 26, semblable à celle utilisée à bord du MMA-002, pour établir quel effet l’air évacué de la conduite générale par l’UDF aurait sur le circuit de freins à air du wagon. L’évacuation d’air par l’UDF a presque immédiatement poussé les freins à air sur un seul wagon à s’activer.

On a ensuite procédé à l’essai d’une UDF munie d’une turbine sur un train constitué de 2 locomotives et de 71 wagons. L’essai a démontré qu’un rythme semblable de fuite dans la conduite générale en raison de l’évacuation d’air par l’UDF déclenchait un serrage des freins sur un train de 5 wagons ou moins, mais pas sur un train de plus de 5 wagons. Comme dans le cas de l’essai effectué sur un seul wagon, cet essai a révélé que la pression d’air dans la conduite générale d’un train complet peut baisser lentement jusqu’à 0 lb/pi2 sans qu’un serrage des freins des wagons se produise.

1.14.5 Essais additionnels des freins à main des wagons-citernes

Les compagnies ferroviaires exigent que les freins à air des wagons soient complètement desserrés avant le serrage des freins à main. Toutefois, dans certaines circonstances, par exemple lorsqu’un train est arrêté sur une pente, il n’est pas possible de desserrer les freins à air avant le serrage des freins à main. Un essai a été effectué sur une rame de wagons-citernes pour déterminer l’effet, sur les freins à main, d’une application de 13 lb/po² des freins automatiques sur le MMA-002 à Nantes. L’essai a permis de constater que, lorsque les freins à main étaient serrés après le serrage des freins à air, un effort de freinage plus grand s’exerçait sur les roues. L’ampleur de cet effort additionnel était en rapport avec le serrage des freins. L’essai a également permis d’établir qu’une application de 13 lb/po² des freins à air donnerait lieu à un effort de freinage des freins à main supérieur d’environ 40 % à ce qu’il aurait été si les freins à air n’avaient pas été serrés.

1.14.6 Essais antérieurs des freins effectués par suite d’autres accidents

Le BST a mené des enquêtes sur d’autres événements de trains partis à la dérive dans le cadre desquelles des essais exhaustifs des freins à main ont été effectués (enquêtes ferroviaires du BST : R95C0282, R96C0172, et R91Q0056). Ces enquêtes ont permis de constater qu’en moyenne, de 65 pieds-livres à 80 pieds-livres de couple de serrage avaient été appliqués sur les freins à main. Dans le cas d’un événement, l’air des freins à air s’est échappé et les freins se sont desserrés après environ 7 heures en raison des conditions météorologiques. Dans le cas d’un autre événement, l’air s’est échappé de la majorité des cylindres de frein des wagons environ 1 heure après un freinage d’urgence parce qu’ils étaient en mauvais état. Se référer à l’annexe D pour de plus amples renseignements sur les essais effectués antérieurement par suite d’autres événements.

1.14.7 Câblage du dispositif de veille automatique de la locomotive

Les nouvelles locomotives construites depuis 1986 doivent être munies d’un dispositif de veille automatique, qui est un système de contrôle de la vigilance qui déclenche des alarmes puis un freinage de service si le ML ne réarme pas le dispositif, ou si les commandes ne sont pas actionnées à intervalles prédéterminés. Il n’y a aucune norme relative à l’installation des dispositifs de veille automatique. Habituellement, lorsque le disjoncteur d’un dispositif de veille automatique est ouvert ou que l’alimentation électrique d’une locomotive est coupée, un freinage de service se produit. Toutefois, lorsque l’alimentation électrique a été coupée sur la MMA 5017 à Nantes, le dispositif de veille automatique n’a pas déclenché un freinage de service.

Les 3 locomotives GE du MMA-002 avaient été construites avant 1986 et avaient été modifiées en rattrapage par un ancien propriétaire pour être munies d’un dispositif de veille automatique. Les locomotives ont été examinées par le BST (rapport du laboratoire d’ingénierie LP233/2013), et on a déterminé ce qui suit :

Les modifications du câblage des 3 locomotives n’étaient pas uniformes, et le rendement du circuit de freinage de service des 3 locomotives était différent.

La locomotive MMA 5017 n’a déclenché un freinage de service dans aucune des situations de perte d’alimentation électrique utilisées dans le cadre de l’examen. Le dispositif de veille automatique avait été relié directement à la batterie. Par conséquent, le dispositif continuait d’être alimenté même lorsque le disjoncteur principal était ouvert.

Un examen de 5 autres locomotives GE appartenant à la MMA a donné des résultats tout aussi variés. Tout compte fait, aucun freinage de service ne s’est produit lorsque les disjoncteurs ont été ouverts sur 5 des 8 locomotives examinées. Puisqu’il n’est pas obligatoire que le dispositif de veille automatique puisse déclencher un freinage de service si l’alimentation électrique est coupée, il n’est pas obligatoire de vérifier cette fonction lors de visites d’atelier.

1.15 Locomotive de tête MMA 5017

La locomotive de tête MMA 5017 était une locomotive GE, modèle C30-7, qui était entrée en service en 1979. Elle était munie d’un moteur turbo diésel à 16 cylindres et à 4 temps, et produisait 3000 chevaux-puissance. La locomotive avait 2 bogies à 3 essieux, et était munie d’un circuit de freins à air de type 26-L. La MMA 5017 pesait environ 195 tonnes.

1.15.1 Réparation du moteur et incendie à bord de la locomotive MMA 5017

Le 7 octobre 2012, la MMA 5017 est arrivée à l’atelier à Derby (Maine) à la suite d’une panne moteur. Il a été déterminé que plusieurs ensembles de puissance ainsi que des segments de cames avaient été endommagés en raison de la rupture d’une bielle d’articulation d’un des ensembles de puissance. Le bloc-moteur avait également été endommagé au niveau du même palier à cames. Le 15 mars 2013, la locomotive a de nouveau été envoyée à l’atelier, à cause d’une fuite d’huile au niveau de l’alésage du même palier à cames. Pour colmater la fuite, le boulon de fixation du palier à cames au niveau de l’alésage du palier à cames a été resserré.

Le 4 juillet 2013, la MMA 5017 était à la tête du train MMA-001, sous la conduite d’un autre ML. Au cours du voyage de Nantes à Farnham, la MMA 5017 a connu des ennuis moteur. Le moteur avait des sautes de régime, ce qui a été signalé par télécopieur à l’atelier de Derby le jour même, et de vive voix à la gestion de Farnham le lendemain matin. Aucune mesure n’a été prise, et la MMA 5017 est demeurée en service.

Le 5 juillet 2013, avec la MMA 5017 à la tête du MMA-002, le ML a signalé au CCF dès le départ qu’il avait des ennuis avec des sautes de régime moteur lorsque le manipulateur était à son plein régime. Au cours du voyage vers Nantes, les sautes de régime moteur se sont poursuivies et ont empêché le ML de maintenir une vitesse constante. À l’arrivée, on a remarqué une fumée abondante, de couleur noire et blanche, ainsi que des gouttelettes d’huile en provenance de la locomotive de tête. À 23 h 40, peu après le départ du ML, un incendie a pris naissance dans la cheminée de la locomotive (photo 13).

Photo 13. Incendie à bord de la locomotive à Nantes (source : Nancy Cameron)

À la suite de l’accident, le groupe de traction a été envoyé de Lac-Mégantic jusqu’à une installation d’entretien à Saint John aux fins d’examen. Un démontage partiel du moteur de la MMA 5017 a été effectué (se référer au rapport du laboratoire d’ingénierie LP181/2013 pour de plus amples détails). L’examen a permis de constater que le palier à cames s’était rompu lorsque le boulon de fixation a été trop resserré suivant l’installation du palier à cames lors d’une réparation non standard du bloc-moteur. La réparation temporaire a été réalisée à l’aide de polymère, un matériau qui n’avait ni la résistance, ni la durabilité voulues pour ce type d’application (photo 14). La rupture du palier à cames a entraîné une diminution de l’alimentation d’huile moteur à la soupape de commande au sommet de l’ensemble de puissance connexe. Faute de lubrification, les soupapes ont été endommagées et, à la longue, une tête de piston a été perforée. Les soupapes et la tête de piston endommagées ont permis à l’huile moteur de pénétrer dans le cylindre et dans les collecteurs d’admission et d’échappement. Une partie de l’huile moteur s’est accumulée dans le turbocompresseur. Par la suite, l’incendie moteur s’est déclaré dans la cheminée d’échappement à cause de l’accumulation, dans le turbocompresseur, d’huile moteur qui a fini par s’enflammer.

Photo 14. Polymère appliqué sur l'alésage du palier à cames et coussinet à cames rompu

1.15.2 Conditions anormales du moteur

La règle de sécurité 9126 de la MMA était ainsi libellée :

Quand il y a une condition anormale telle que bruit, fumée ou odeur venant du moteur, le moteur devrait être arrêté. Les employés doivent immédiatement partir du compartiment moteur et arrêter le moteur avec le bouton d’arrêt d’urgence sur le pupitre de conduite, panneau de commande ou l’emplacement de ravitaillement de chaque côté de la locomotiveNote de bas de page 27.

1.16 Moyens d’empêcher les trains de partir à la dérive

La meilleure façon d’empêcher les trains de partir à la dérive est de choisir un endroit qui limiterait la distance parcourue par un mouvement involontaire (voies en forme de cuvette pour les manœuvres), ou de veiller à ce que les trains ne soient pas laissés sans surveillance en procédant à une relève directe entre les équipes. En raison de nombreux facteurs, tels que les défaillances mécaniques et les conditions météorologiques inclémentes, les compagnies ferroviaires ont élaboré des règles sur l’immobilisation des trains en toute sécurité. Il existe en outre des moyens physiques qui procurent un niveau de sécurité additionnel, notamment :

Les dérailleurs – Ils sont généralement installés sur les voies secondaires, et, dans certains cas, sur les voies d’évitement, et placés en position de déraillement pour protéger la voie principale de wagons qui pourraient être partis à la dérive. Aux endroits, tels que sur la voie principale, où il n’y a pas de dérailleur en permanence, des dérailleurs portables, qui pèsent environ 40 livres, peuvent être transportés dans une cabine de locomotive. Un ML peut les installer facilement et ils peuvent constituer un moyen d’empêcher les mouvements involontaires. On ne se sert habituellement pas de dérailleurs portables lors de l’immobilisation de trains sur la voie principale.

Les dispositifs de calage –Ce sont des dispositifs portables qui pèsent aussi peu que 20 livres et peuvent être installés sur le rail, directement contre les roues de tête d’un train. Ils assurent un calage temporaire du matériel roulant. Les dispositifs de calage sont utilisés le plus souvent pour l’immobilisation de trains ailleurs que sur la voie principale.

Le dispositif mécanique de secours – Ce dispositif déclenche le circuit de freinage d’un train à l’arrêt en cas de mouvement involontaire. Il se compose d’une bride qui se fixe au rail et à la conduite couplable de frein à air de la locomotive de tête. Si le train commence à se déplacer, la conduite se détache de la locomotive, l’air dans la conduite générale est évacué et un freinage d’urgence se déclenche.

Le système de freinage pneumatique à commande électronique – Ce type de circuit de freins peut se substituer à des freins à air conventionnels. Le système transmet des signaux électriques aux wagons de façon à serrer immédiatement les freins (freinage rapide); il ne dépend pas de la circulation d’air de la locomotive à chacun des wagons pour déclencher le serrage des freins. Des données sont également transmises entre les locomotives et chaque wagon. Lorsque le système détecte que la pression dans la conduite générale a baissé à moins de 50 lb/po², un message de « basse pression du circuit de freinage » est transmis. Ce message entraîne automatiquement le freinage d’urgence de tous les wagons et de toutes les locomotives munis d’un système de freinage pneumatique à commande électronique.

Les systèmes de démarrage automatique (aussi appelé démarrage à chaud) peuvent être installés sur les locomotives pour les arrêter et les faire redémarrer automatiquement par souci d’économie de carburant et de protection des systèmes critiques. Les locomotives munies d’un système de démarrage automatique s’arrêtent d’elles-mêmes lorsqu’elles fonctionnent au ralenti pendant une période pré-établie et redémarrent automatiquement lorsque certains paramètres sont atteints, par exemple lorsque la pression dans le cylindre de frein de la locomotive diminue jusqu’à un niveau déterminé, et lorsque la pression dans le réservoir principal passe à moins de 100 lb/po². Toutefois, la fonction de démarrage automatique est annulée si la locomotive est isolée ou si le moteur a été coupé manuellement.

Certaines des locomotives dont la MMA se servait étaient munies d’un système de démarrage automatique, y compris les locomotives CITX 3053 et CEFX 3166. Le Bulletin sommaire d’exploitation 2-276 de la MMA précise ce qui suit :

[traduction]

(L) Démarrages à chaud/Arrêt des locomotives : À moins qu’elles soient munies d’un système de démarrage à chaud qui fonctionne, lorsque la température est de plus de 45 degrés, les mécaniciens doivent arrêter les locomotives qui fonctionneront au ralenti pendant des périodes de plus de 15 minutes [...]Note de bas de page 28

Lorsque les équipes de la MMA laissaient des trains à Nantes, la plupart laissaient la locomotive de tête en marche et arrêtaient toutes les autres, y compris celles munies d’un système de démarrage automatique. Le soir de l’accident, le ML a coupé le moteur manuellement des locomotives CITX 3053 et CEFX 3166.

Les instructions d’exploitation adoptées par la MMA à l’égard des systèmes de démarrage automatique des locomotives soulignent l’importance de veiller à ce que les trains soient immobilisés convenablement et fassent l’objet d’un essai de l’efficacité de freins, puisqu’on s’attend à ce que l’air dans le réservoir principal, dans la conduite générale et dans le cylindre de frein soit éventuellement évacué.

Le dispositif de veille automatique peut être rehaussé de façon à y inclure une fonction de protection contre les départs à la dérive, qui déclenche une alarme sonore dès qu’il détecte un mouvement de 0,5 mi/h. Si le dispositif n’est pas réarmé, un freinage de service est déclenché.

Comme l’UDF, de concert avec l’unité d’entrée et d’affichage (UEA) dans la locomotive, sert à surveiller la pression d’air, les fabricants ont fait savoir qu’une mise à niveau du logiciel pourrait permettre aux UDF d’être ajustées de façon à déclencher un freinage de service ou un freinage d’urgence avant que la pression dans le circuit de freinage soit rendue trop basse pour générer un freinage efficace.

1.17 Renseignements sur la voie

1.17.1 Particularités de la voie

Dans les environs du déraillement, la voie était composée de longs rails soudés (LRS). Les rails étaient retenus par 2 crampons d’attache par selle sur la voie en alignement et par 3 crampons par selle dans les courbes. Il s’agissait surtout de rails Algoma Steel de 115 livres RE fabriqués entre 1966 et 1971, à l’exception de certaines courbes, dans lesquelles le rail haut avait été fabriqué et installé en 2003. Les rails reposaient sur des selles à double épaulement de 14 pouces. On comptait environ 3200 traverses de bois dur par mille. Une traverse sur deux était encadrée par des anticheminants. Le ballast était composé principalement de pierre concassée, et il était généralement en bon état. On a relevé 10 endroits sur une distance de 10 milles où soit il n’y avait pas suffisamment de ballast, soit le ballast était colmaté.

1.17.2Forces exercées le long du train, dynamique des véhicules et vitesse de déraillement

Le MMA-002 est parti à la dérive en roulant en direction est. Alors qu’il s’approchait de la gare Megantic, il est arrivé à la hauteur d’une contre-courbe qui s’amorçait par une courbe de 1,5°, vers la gauche, de 670 pieds, avec un déversNote de bas de page 29 maximum de 1 pouce, suivie d’un tronçon de voie en alignement de 60 pieds, puis d’une courbe de 4,25° vers la droite, de 1200 pieds. Cette courbe s’amorçait par une spirale de 230 pieds, qui commençait à 100 pieds environ à l’ouest du passage à niveau public de la rue Frontenac. Après le passage à niveau, le branchement de Megantic Ouest donnait accès au triage Megantic et aux voies de son triangle de virage. Ce branchement no 11Note de bas de page 30 était un aiguillage gauche manuel de 115 livres qui se trouvait à la fin de la spirale de la courbe.

Dans la courbe vers la droite qui se trouvait dans les environs du déraillement, le dévers (de 1 pouce à 1½ pouce) correspondait à une vitesse d’équilibreNote de bas de page 31 d’entre 18 mi/h et 22 mi/h. Une analyse de la vitesse des wagons au moment du déraillement a permis d’estimer que 10 wagons roulaient à moins de 40 mi/h lorsqu’ils ont déraillé, et que 5 d’entre eux roulaient à moins de 30 mi/h lorsqu’ils ont déraillé (rapport du laboratoire d’ingénierie LP039/2014) (figure 5). Selon les données enregistrées, le déraillement s’est déroulé en l’espace de 1 minute environ (rapport du laboratoire d’ingénierie LP136/2013).

Figure 5. Estimation de la vitesse de chacun des wagons lorsqu'ils ont déraillé si le troisième ou le quatrième wagon a été le premier à dérailler Note de bas de page 32

Au moment du déraillement, le train se trouvait à proximité du branchement de Megantic Ouest. Le train a fait l’objet d’une analyse visant à évaluer les forces qui s’exerçaient le long du train alors qu’il passait de la pente descendante de 1,26 % au terrain relativement plat de 0,2 % à Megantic. Une simulation de la dynamique des véhicules a aussi été effectuée à l’égard d’un wagon-citerne de catégorie 111 franchissant la courbe à la gare Megantic (se référer au rapport du laboratoire d’ingénierie LP188/2013 pour de plus amples détails). L’analyse a permis de déterminer que la force centrifuge jumelée aux forces dynamiques générées par la géométrie de la voie à une vitesse de 65 mi/h était suffisante pour causer le déraillement. Les forces latérales extrêmement élevées qui s’exerçaient sur le rail haut pouvaient entraîner un surécartement de la voie. En outre, l’absence totale d’une force exercée sur le rail bas pouvait causer le soulèvement des roues. L’une ou l’autre de ces conditions, ou une combinaison des deux, pouvait endommager la voie et causer un déraillement.

1.17.3 Inspections de la voie effectuées par la Montreal, Maine & Atlantic Railway

La voie principale était inspectée régulièrement, conformément aux exigences du RSV. Avant l’accident, la MMA avait effectué les inspections suivantes de la voie :

Une inspection visuelle avait été effectuée par un employé d’entretien de la voie à bord d’un véhicule rail-route le 5 juillet 2013. Au moment de cette inspection, aucune exception n’a été relevée dans les environs du déraillement.

Des inspections mensuelles des branchements étaient effectuées au besoin. Au moment de la dernière inspection des branchements, effectuée le 21 juin 2013, aucune anomalie n’a été relevée.

La voie était examinée annuellement pour déceler tout défaut interne des rails à l’aide d’un appareil automatisé de détection des défauts de rail. Le dernier examen des défauts de rail a été effectué le 19 septembre 2012, et aucune anomalie n’a été relevée dans les environs du déraillement.

La dernière évaluation de la géométrie de la voie à l’aide d’une voiture de contrôle de la géométrie de la voie remontait au 21 août 2012 (annexe E).

Dans les environs immédiats des éclisses qui se trouvaient entre le passage à niveau public de la rue Frontenac et le branchement de Megantic Ouest, des données sur la géométrie de la voie ont été relevées à l’égard de la surface, du nivellement en travers, de l’écartement, et de l’alignement.

Les données relevées à l’égard de la géométrie de la voie ne dépassaient pas les limites maximum permises pour les trains roulant à 15 mi/h. Selon le RSV, pour que la voie puisse être exploitée comme une voie de catégorie 2, son état devait être amélioré pour répondre aux critères pour les trains roulant à 25 mi/h (dans les 72 heures suivant le passage de la voiture de contrôle de la géométrie de la voie). Par conséquent, après l’évaluation de la géométrie de la voie effectuée en août 2012, les éclisses ont été relevées pour remédier aux irrégularités de la géométrie de la voie afin que celle-ci réponde de nouveau aux critères de la catégorie 2. Le ballast colmaté n’a pas été remplacé ni n’a été compacté à l’aide de machinerie lourde.

1.17.4 Examen de la voie effectué après l’accident

Le BST a examiné des tronçons de voie sur une trentaine de milles de part et d’autre de la ville de Lac-Mégantic (c.-à-d., entre le point milliaire 106,00 de la subdivision Moosehead et le point milliaire 18,00 de la subdivision Sherbrooke). On a constaté ce qui suit :

La surface du rail avait des microfissures, de l’ondulation, et de nombreux signes de patinage des roues et d’écrasement des champignons de rail.

Dans de nombreuses courbes, le champignon du rail bas (c.-à-d., celui qui se trouve à l’intérieur de la courbe) était aplati et usé.

L’usure verticale du rail dépassait les limites acceptables d’usure aux points milliaires 106,60, 107,50, 110,40, 115,56, et 116,25 de la subdivision Moosehead, et aux points milliaires 3,00, 16,15, 17,50, et 17,60 de la subdivision Sherbrooke. L’usure verticale pouvait atteindre jusqu’à 25 mm (1 pouce) à certains endroits.

L’usure latérale du rail n’a pas pu être mesurée avec précision en raison de l’écrasement du champignon et de la perte du profil du rail. Au point milliaire 110,55 de la subdivision Moosehead, la partie latérale du champignon du côté extérieur du rail était complètement usée.

Dans la courbe au point milliaire 17,60 de la subdivision Sherbrooke, le rail montrait des signes de flambage (p. ex., le rail ondulait latéralement et les traverses s’étaient déplacées de côté).

Aux joints de rail où l’usure verticale du rail était importante, les éclisses avaient été endommagées en raison de chocs causés par les roues (c.-à-d., au contact des boudins de roue). Des marques de contact avec les boudins de roue ont été relevées dans les environs du déraillement (photo 15).

Photo 15. Éclisse endommagée à cause du contact avec les boudins de roue

1.17.5 Normes d’usure des rails de la Montreal, Maine & Atlantic Railway

Les normes de la voie de la MMA étaient basées sur les normes élaborées antérieurement par le Bangor & Aroostook RailroadNote de bas de page 33 (c.-à-d., les System Track Standards [normes relatives à la voie du réseau], partie I, pour ce qui est des limites d’entretien de la voie, et partie II en ce qui concerne la construction et les pratiques d’entretien).

À l’égard de l’usure du rail, la section 113.5 b) de la partie I des System Track Standards précise notamment ce qui suit :

[traduction]

(1) USURE VERTICALE DU CHAMPIGNON 115 RE ¾ po. – Limiter la vitesse à 25 mi/h […] (2) USURE DE L’ÉCARTEMENT (mesurée à cinq huitièmes de pouce du sommet du champignon de rail) 115 RE ¾ po. – Limiter la vitesse à 25 mi/hNote de bas de page 34

À la MMA, lorsque l’usure verticale du rail dépassait les limites précisées dans sa norme d’usure du rail, on instaurait une limitation de vitesse temporaire de 25 mi/h. En outre, on consignait le tronçon de voie dans le programme de remplacement de rail. La MMA n’avait pas de limite d’usure verticale du champignon spécifiquement pour les rails éclissés.

Par comparaison, les normes d’usure de rail des compagnies ferroviaires canadiennes de catégorie 1 comprennent les dispositions suivantes :

Les normes de la voie du CN sont comprises dans les normes techniques de la voie TS 1.0 – General 13 et 14, en date de juin 2011. Selon ces normes, la limite d’usure verticale pour un rail de 115 livres est de 16 mm (5/8 pouce) pour les LRS, et de 8 mm pour les rails éclissés. Pour les rails éclissés, des éclisses à profil bas doivent être utilisées pour éviter tout contact entre le boudin de roue et l’éclisse. Les normes d’usure de rail n’exigent pas que le rail soit remplacé tant que la limite d’usure n’est pas atteinte. Toutefois, la somme de l’usure verticale et de l’usure latérale ne doit pas dépasser 21 mm (13/16 pouce). Si le rail présente de l’usure qui dépasse les limites et qu’il doive rester en place sur la voie, une limite de vitesse peut être imposée et des inspections plus fréquentes peuvent être précisées. Il faut également tenir compte de l’état du rail (p. ex., défibrage du congé de roulement, écaillage, usure ondulatoire) si le rail est laissé en place Note de bas de page 35 .

. Les normes de la voie du CFCP sont comprises dans le Livre rouge des exigences relatives à la voie. Ces normes précisent que la limite d’usure verticale pour un rail de 115 livres RE est de 17 mm (11/16 pouce). Diverses combinaisons d’usure verticale et latérale sont permises, pouvant atteindre jusqu’à 23 mm (7/8 pouce) au maximum. Aux endroits où l’usure du rail est telle que les éclisses subissent des chocs importants causés par les boudins de roue, l’éclisse doit être soudée ou être remplacée par une éclisse à profil bas ou par une éclisse usée compatible. La vitesse des trains doit être limitée à la vitesse la plus près possible de la vitesse d’équilibre jusqu’à ce que l’éclisse soit soudée ou remplacée par une éclisse à profil bas Note de bas de page 36.

1.17.6 Examen des composants de la voie effectué au laboratoire

Un cœur à secteurs en manganèse no 11 et d’autres composants de la voie ont été récupérés et envoyés au Laboratoire du BST aux fins d’examen (rapport du laboratoire d’ingénierie LP151/2013). L’examen a permis de constater que les pattes de lièvre du cœur de croisement et autres composants étaient endommagés en raison de ruptures par contraintes excessives. Il a également été établi que l’usure verticale du rail était en deçà des limites permises, et qu’il n’y avait aucune anomalie ni fissure de fatigue pré-existante sur les surfaces de rupture.

1.18 Wagons-citernes de catégorie 111

En 2013, il y avait environ 228 000 wagons-citernes de catégorie 111 en service en Amérique du Nord, dont plus de 141 000 étaient affectés au transport de marchandises dangereuses. Parmi ceux-ci, 98 000 servaient au transport de marchandises dangereuses de Classe 3 (liquides inflammables). La majorité de ces wagons-citernes étaient des wagons de service général (figure 6). Les spécifications auxquelles ces wagons-citernes sont assujettis sont décrites dans la norme de sécurité CAN/CGSB-43.147 de TCNote de bas de page 37 et dans le Code of Federal Regulations des États-Unis, Titre 49 (49 CFR), paragraphe 179.200Note de bas de page 38, pour le Canada et les États-Unis, respectivement.

Figure 6. Composants d'un wagon-citerne

1.18.1 Examen des wagons-citernes déraillés

Les 63 wagons-citernes déraillés ont été examinés sur place (rapport du laboratoire d’ingénierie LP149/2013), et l’examen a permis de constater ce qui suit :

Tous les wagons-citernes avaient été construits pour répondre à la spécification 111A100W1 du Department of Transportation (DOT) des États-Unis entre 1980 et 2012, et 78 % d’entre eux avaient été construits au cours des 5 années précédant l’accident.

Tous les wagons-citernes avaient été commandés avant le 1 er octobre 2011.

octobre 2011. Aucun des wagons-citernes n’était muni d’un bouclier protecteur, d’une enveloppe extérieure, ni d’une protection thermique.

La coque de 52 wagons-citernes et la tête de 44 wagons-citernes étaient faites d’acier non normalisé Note de bas de page 39 .

. La coque de 11 wagons-citernes et la tête de 19 wagons-citernes étaient faites d’acier normalisé.

Les 63 wagons-citernes déraillés répondaient tous à la spécification obligatoire qui était en vigueur au moment de leur agrément et de leur construction.

Le marquage ou le numéro sur certains des wagons-citernes était illisible à cause de dommages attribuables à l’incendie et aux chocs. De surcroît, certaines des plaques d’identification avaient été fixées aux wagons-citernes à l’aide d’attaches dont le point de fusion était bas et elles s’étaient détachées de la citerne au cours de l’incendie qui s’est déclaré après le déraillement.

1.18.2 Évaluation des dommages subis par les wagons-citernes

Une évaluation des dommages subis par les 63 wagons-citernes déraillés a révélé que 59 d’entre eux (94 %) étaient perforés et avaient laissé du pétrole brut s’échapper parce que leur citerne avait été endommagée. L’emplacement et l’ampleur des dommages variaient selon l’orientation et la vitesse du wagon au cours du déraillement. De nombreux wagons ont subi des dommages à plusieurs endroits (tableau 3).

Tableau 3. Répartition des dommages sur les wagons-citernes déraillés Coques des wagons-citernes 37 wagons Têtes des wagons-citernes 31 wagons Raccords supérieurs et enceintes protectrices 20 wagons Dispositifs de décharge de pression 12 wagons Robinets de déchargement par le bas 7 wagons Ruptures thermiques 4 wagons Couvercles de trou d’homme 2 wagons

Un balayage laser en trois dimensions (3D) a été effectué sur quelques-uns des wagons-citernes déraillés (rapport du laboratoire d’ingénierie LP165/2013). L’analyse des données a révélé que la coque de ces wagons-citernes avait subi des dommages attribuables aux chocs allant d’un flambage localisé à un flambage étendu, et avait subi une importante réduction de volume (soit une réduction de volume de près de 40 % pour la plupart des citernes déformées) (photo 16).

Photo 16. Balayage laser en 3 dimensions d'une citerne très déformée

1.18.2.4 Dommages subis par les longrines centrales tronquées et par les attelages

Des longrines centrales tronquées se trouvent à chaque extrémité d’une citerne. Sur les wagons qui en sont munis, la citerne sert non seulement à contenir le produit transporté, mais elle constitue aussi la structure principale sur laquelle s’exercent les forces le long du train. Les longrines centrales tronquées sont munies d’appareils de traction qui contribuent à absorber les efforts dynamiques de compression et de traction qui s’exercent sur le train, ainsi que les efforts verticaux qui s’exercent sur l’attelage (photo 17).

L’examen sur place a révélé ce qui suit :

Cinq wagons-citernes n’avaient subi aucun dommage attribuable aux chocs, ni à la longrine centrale tronquée ni à l’attelage.

Cinquante-huit wagons-citernes avaient subi des dommages à au moins 1 longrine centrale tronquée ou 1 attelage.

Quarante-six wagons-citernes avaient été endommagés aux 2 extrémités, y compris des dommages à la longrine centrale tronquée ou à l’attelage.

Les 2 derniers wagons déraillés avaient subi des dommages importants attribuables aux chocs aux longrines centrales tronquées et aux attelages.

Neuf wagons-citernes avaient subi une séparation au niveau de la fixation de la longrine centrale tronquée (photo 18).

Photo 17. Longrine centrale tronquée complète

Photo 18. Longrine centrale tronquée endommagée

1.18.2.2 Dommages subis par la coque des wagons-citernes

Plus de la moitié des wagons-citernes (37 wagons) ont laissé du produit s’échapper en raison des dommages attribuables aux chocs subis à la coque (photo 19). La coque des wagons-citernes avait aussi subi d’autres dommages tels que des déformations et des bosselures sans perforation, ainsi que des ruptures thermales.

Photo 19. Wagons-citernes dont la coque a été perforée (la couleur indique la grosseur relative des perforations : orange=grosse perforation, jaune=perforation moyenne, bleu=petite perforation). La grosseur relative des perforations est indiquée à l'annexe B.

1.18.2.3 Dommages subis par la tête des wagons-citernes

Les 63 wagons-citernes déraillés, à l’exception de 4 d’entre eux, avaient tous subi des dommages quelconques attribuables aux chocs (p. ex., des bosselures ou des perforations) dans la partie supérieure d’au moins une de leurs têtes (photo 20). La moitié environ des wagons-citernes (31) ont laissé du produit s’échapper en raison des dommages subis à la tête.

Photo 20. Perforation de la tête en raison d'un impact avec un rail

1.18.2.4 Dommages subis par les raccords supérieurs et les enceintes protectrices

La majorité des wagons-citernes dont les raccords supérieurs ont été endommagés s’étaient immobilisés sur le côté ou à l’envers, ce qui a permis au produit de s’échapper par les raccords supérieurs endommagés et d’alimenter le feu en nappe.

Les raccords supérieurs de 32 des 63 wagons-citernes étaient entourés d’une enceinte protectrice circulaire d’acier de ¾ de pouce d’épaisseur conçue pour les protéger des discontinuités, conformément aux exigences pertinentes de l’AARNote de bas de page 40 (photo 21).

Les raccords supérieurs des 31 autres wagons-citernes se trouvaient à l’intérieur d’une enceinte à charnières qui n’était tenue de répondre à aucune des exigences relatives à la protection des discontinuités des raccords supérieurs (photo 22).

Photo 21. Enceinte protectrice conçue pour assurer la protection des discontinuités des raccords supérieurs de wagon-citerne (couvercle enlevé)

Photo 22. Enceinte à charnières installée sur les raccords supérieurs de wagon-citerne

L’examen sur place a permis de constater ce qui suit :

Les raccords supérieurs de 4 des 27 wagons (15 %) qui étaient munis d’une enceinte de protection des discontinuités des raccords supérieurs et qui ont été endommagés par les chocs étaient perforés.

Les raccords supérieurs de 16 des 26 wagons (62 %) qui étaient munis d’une enceinte à charnières et qui ont été endommagés par les chocs étaient perforés.

1.18.2.5 Dommages subis par les couvercles de trou d’homme

Le couvercle de trou d’homme sert à sceller la grande ouverture qui se trouve au sommet de la citerne (photo 23). Cette ouverture permet au personnel de pénétrer dans la citerne aux fins d’inspection et d’entretien et, dans le cas des wagons-citernes de catégorie 111, peut également servir au chargement du produit dans le wagon-citerne. Le couvercle est rattaché au manchon du trou d’homme à l’aide d’une charnière, et, généralement, de 6 à 8 boulons. Il est scellé par le serrage des boulons fixés au joint du couvercle de trou d’homme.

Photo 23. Couvercle de trou d'homme et ouverture

L’examen sur place a permis de constater ce qui suit :

Le joint du couvercle de trou d’homme de la plupart des wagons-citernes déraillés avait été endommagé par suite d’une longue exposition à l’incendie qui s’est déclaré après le déraillement.

Le couvercle de trou d’homme de 2 wagons était arraché en raison de dommages attribuables aux chocs.

Les charnières, les boulons ou les tenons du couvercle de trou d’homme de 22 wagons-citernes avaient subi des dommages attribuables aux chocs qui auraient pu compromettre l’étanchéité des joints.

1.18.2.6 Dommages subis par les dispositifs de décharge de pression

Les 63 wagons-citernes déraillés étaient tous munis d’au moins 1 dispositif de décharge de pression à fermeture automatiqueNote de bas de page 41 conforme à la réglementation fédéraleNote de bas de page 42. La pression de début de déchargeNote de bas de page 43 de ces dispositifs était soit de 75 lb/po² (pour 48 wagons), soit de 165 lb/po² (pour 15 wagons). En plus d’avoir des pressions de début de décharge différentes, les dispositifs de décharge de pression ont également différentes capacités de débitNote de bas de page 44. Un dispositif dont le débit est de plus de 27 000 pieds cubes par minute (pi3/min) est considéré comme ayant une grande capacité de débit. Dans le cas à l’étude, 13 des 15 dispositifs de décharge de pression dont la pression de début de décharge était de 165 lb/po² avaient une capacité de débit d’environ 38 900 pi3/min.

L’examen sur place a permis de constater ce qui suit :

La plupart des wagons-citernes dont le dispositif de décharge de pression était endommagé s’étaient immobilisés sur le côté ou à l’envers, de sorte que le dispositif s’est retrouvé en contact avec l’espace liquide à l’intérieur de la citerne; du produit s’est échappé par les dispositifs endommagés et a alimenté le feu en nappe.

Le dispositif de décharge de pression de 32 wagons était fixé à l’ensemble du manchon de déchargement par le haut, à l’intérieur de l’enceinte de protection des discontinuités des raccords supérieurs. Les dispositifs de décharge de pression de seulement 3 de ces 32 wagons, soit 9 %, ont été perforés.

Dans le cas des 31 autres wagons, le dispositif de décharge de pression était fixé au manchon de la soupape de sûreté au sommet de la citerne (photo 24). Les dispositifs de 9 d’entre eux, soit 29 %, ont été perforés.

Photo 24. Dispositif de décharge de pression

1.18.2.7 Dommages subis par les robinets de déchargement par le bas

La réglementation fédérale exige que les wagons-citernes munis de robinets de déchargement par le bas soient construits de façon à éviter que le robinet soit endommagé et qu’il laisse du produit s’échapper lors d’un déraillement. Des éléments de conception peuvent comprendre, seuls ou en combinaison, des structures autocassantes et des dispositifs de protection contre le glissement autour du robinet, ainsi qu’un mécanisme de verrouillage pour empêcher le robinet de s’ouvrir pendant le transport (photo 25). Le MSRP de l’AAR, Spécification M-1002, Annexe E, section 10.1.2.8, précise que les leviers des robinets de déchargement par le bas, à moins d’être rangés séparément, doivent soit être conçus de façon à se plier ou à se casser sous l’effet de chocs, soit être placés de façon à ce que les leviers, lorsqu’ils sont en position fermée, se trouvent au-dessus de la surface inférieure du dispositif de protection contre le glissement.

L’examen sur place a permis de constater ce qui suit :

Il y avait 36 wagons-citernes dont le manchon du robinet de déchargement par le bas a été cisaillé (photo 26).

Sur 7 de ces wagons-citernes, le levier du robinet de déchargement par le bas a été endommagé ou manquait, de sorte que la soupape à bille s’est ouverte ou partiellement ouverte, ce qui a laissé du produit s’échapper.

Six wagons-citernes étaient munis de robinets de déchargement par le bas à clé interne. Aucun de ces robinets n’a été perforé.

Le levier du robinet de déchargement par le bas de 43 wagons-citernes a été déformé, endommagé par les chocs ou manquait.

Photo 25. Robinet de déchargement par le bas

Photo 26. Robinet de déchargement par le bas dont le manchon a été cisaillé

1.18.2.8 Dommages attribuables aux ruptures thermiques

Une rupture thermique se produit lorsqu’un wagon-citerne est exposé à des températures élevées telles que celles générées par un incendie qui se déclare par suite d’un déraillement. Au fur et à mesure que la température augmente à l’intérieur de la citerne, le produit se transforme en gaz, ce qui augmente la pression à l’intérieur de la citerne de même que les contraintes qui s’exercent sur sa paroi. Si la pression n’est pas évacuée, la citerne se rompt. Des ruptures qui laissent soudainement s’échapper une accumulation de pression peuvent donner lieu à des explosions et à des incendies importants.

La protection thermique contribue à ralentir le rythme auquel la température augmente à l’intérieur de la citerne. Elle se présente généralement sous forme d’un matériau isolant posé sur l’extérieur de la citerne et recouvert d’une enveloppe d’acier. La réglementation fédérale précise dans quelles circonstances une protection thermique est obligatoire, ainsi que la norme de rendement à laquelle elle doit se conformer (p.ex., empêcher la rupture de la citerne pendant au moins 100 minutes dans u