Utopie pour le transport de marchandises

Innovation pour le fret SNCF

Un convoi de poids lourds sur rail, pourquoi pas?

*

Un avenir pour les wagons automoteurs! Le TGV est passé dans les moeurs, mais les français ont oublié le train. Le train de voyageurs ne fait plus concurrence à la voiture, la lutte semble trop inégale. Reste le train de marchandises. Il est symptomatique que les projets technologiques s'intéressent aux trains de camions sur les autoroutes, défi singulièrement plus difficile que de mettre des marchandises sur les chemins de fer. Le train de marchandises existe déjà, plein de reproches certes, mais aussi d'une étonnante évidence. C'est là que les projets technologiques sont utiles, à quelques années d'une libéralisation européenne du rail.

On parle de ferroutage. Là encore, la philosophie du " tout voiture " frappe encore, puisqu'il s'agit de mettre sur des wagons le frêt et le camion qui le transporte. Les marins ont un peu plus de bon sens : ils ont inventé le container, que l'on met parfois sur des wagons, que l'on assemble en trains de façon trop rigide. D'un coté la souplesse des camions que l'on aimerait assembler en trains et de l'autre des trains à qui l'on voudrait la souplesse d'un ensemble de camions.

 

 

 

 

accueil début faisabilité

 

Le wagon automoteur, une utopie?

*

L'objectif est clair. Il est étonnant qu'aucun projet technologique ne s'intéresse à la solution des wagons automoteurs, qui pourrait résoudre la rigidité des trains. Utopie ! A voir ? Donnons-nous le temps d'imaginer. Equipons chaque wagon d'un moteur d'appoint et d'un système d'attelage en dynamique. En régime de croisière, les wagons forment un train normal. A l'approche d'une dérivation, le train ralentit, le ou les wagons ayant à quitter l'axe principal se désaccouplent en laissant avec le wagon précédent un intervalle compatible avec un aiguillage. Après passage de la zone d'aiguillage, les wagons restant sur l'axe principal rattrapent la tête du convoi et s'y accouplent à nouveau. Les wagons dérivés utilisent leur autonomie pour continuer à faible allure sur leur voie de desserte. Inversement, les wagons prêts à partir d'une voie de desserte attendent le passage du prochain convoi pour s'y accrocher avant qu'il ne reprenne sa vitesse de croisière.

Le réseau ferré est ainsi parcouru en permanence par des motrices derrière lesquelles le convoi se transforme au gré des besoins de chacun des éléments. Le fret ferroviaire présente une souplesse et une rapidité équivalente au fret routier. Les wagons n'ont plus de passage obligé par les gares de triage qui allongent et compliquent leur parcours. Les gares de triage deviennent de simples commutateurs avec une voie d'attente par direction. De nombreuses voies de garage et aiguillage peuvent être supprimés. Le nombre de wagons dormeurs est réduit, la rotation du parc est optimale. Les motrices n'ont pas à s'arrêter ou à démarrer à pleine charge, ce qui simplifie les moteurs de traction. Accessoirement, l'énergie des wagons peut soulager la motrice dans les côtes ou lors de la montée en vitesse.

 

Avec 100 kg de batteries au plomb délivrant 50Wh par kg, un wagon avec un moteur de 5kW peut être sollicité en permanence à pleine puissance pendant une heure. Dans les prochaines années, les nouvelles technologies devraient offrir sous forme industrielle des batteries à 200Wh par kg, soit 4 fois plus

L'énergie de freinage peut être récupérée à chaque freinage par des supercapacités ou par un volant d'inertie avec des rendements de plus de 50% Ces dispositifs sont adaptés pour un stockage de faible durée. La récupération par recharge des batteries a un rendement de l'ordre de 20%. Il semble donc intéressant de combiner les stockages courte et longue durée

Par exemple, un moteur de 3kW et un entraînement par essieu, avec un lot de batteries en tiroir dans l'ossature du wagon.

accueil début faisabilité

Technologies

En contrepartie, le système demande l'introduction de l'intelligence et de l'énergie dans chaque wagon. Pour bouger un wagon de fret sur une voie horizontale à plat, quelques kilowatts suffisent. Quelques dizaines de kilogs de batteries modernes feront l'affaire auxquelles on pourra joindre un dispositif pour récupérer l'énergie de freinage. L'intégration mécanique d'un tel système de traction à faible énergie sur les wagons existants ne devrait pas poser de problème .

Le système d'accouplement automatique en dynamique ne devrait pas non plus être trop complexe si l'on prend soin d'équiper les moteurs des wagons d'une commande précise Chaque wagon ayant sa propre énergie, seul l'accouplement mécanique est nécessaire.

Reste l'intelligence de chaque wagon et du chemin de fer. Pour naviguer sur le réseau ferré, la technologie peut dériver du télépéage autoroutier, avec un simple badge lié au fret. La barrière de télépéage reconnaît les wagons à dériver et leur donne l'ordre de laisser avec le wagon précédent la distance nécessaire pour le temps de manoeuvre de l'aiguillage. Pour naviguer en convoi, il s'agit essentiellement de freiner en même temps que la motrice.

Les techniques informatiques savent faire cela à la milliseconde près . La mise en oeuvre d'un réseau informatique local reliant tous les wagons d'un même convoi, accouplés ou non, présente des difficultés surmontables liées aux exigences de sécurité.

Pour l'accouplement, il s'agit d'asservir la vitesse du wagon à accoupler à la distance le séparant du wagon précédent, puis de verrouiller lorsque la distance est nulle. La motrice pour sa part doit savoir si elle approche d'une dérivation utile à l'un de wagons de son convoi, afin de ralentir. Elle doit savoir aussi l'état de couplage de tous les wagons, y compris celui des nouveaux venus en queue de convoi.

La précision du 1/10 de kilomètre heure (3cm par seconde) est celle des voitures électriques.

On peut envisager de nouveaux wagons avec des tampons très courts, éventuellement de simples polymères : ceux-ci n'ont plus à encaisser les efforts de tout un train si la commande de freinage est précise, rapide et identique sur tous les wagons. Dans ce cas, l'intervalle entre wagon devient court avec un meilleur rendement aérodynamique.

Comme dans Praxitèle qui recharge les véhicules au repos par induction.

A 18km/h, le wagon avance à 5 mètres par seconde. Un aiguillage performant peut changer en une seconde. Il faut 3 secondes pour un arrêt en freinage d'urgence, au cas où l'aiguillage viendrait en défaut. Une interdistance de 25m est envisageable. Si le wagon suivant va dans la même direction, il reste attelé. En supposant un différentiel de vitesse de 1 km/h entre 2 wagons, l'écart augmente ou diminue de 1/3 de mm chaque milliseconde

On peut imaginer, si nécessaire, une motrice-balai, qui assure la fin du convoi

 

accueil début faisabilité

 

Cohabitations

*

La cohabitation du système actuel et du nouveau système nécessite la cohabitation d'un attelage compatible avec les attelages actuels d'un attelage automatique. La sécurité reste assurée par la motrice et son conducteur. A priori, le nouveau système ne devrait pas voir un dégradation du niveau actuel.

Le système n'assure pas la desserte du client final, sauf si celui-ci est équipé de voies privatives. Pour la plus grande partie du fret, le camion reste le bon moyen d'acheminement entre la gare et le client. Il y a complémentarité entre les modes. Le fret en conteneur peut être traité par des portiques de transbordement sur des camions-taxis, appelés à la demande. Le wagon automoteur comme le camion-taxi ont tous les deux l'avantage de pouvoir se positionner précisément, et à leur tour, au niveau du transbordeur. Le transbordement avec un bateau porte-conteneurs devrait être tout aussi simple et rapide.

 

 

 

 

 

 

 

accueil début faisabilité

 

Des enjeux?

*

En France, il circule chaque jour 1300 trains de marchandise, soit environ 30 000 wagons, avec en moyenne 5 gares de desserte par département, soit environ 1000 aiguillages. L'enjeu est faible à comparer avec l'automatisation des camions sur les autoroutes. Pourquoi ne pas envisager un projet européen sur le sujet, je serais le premier à investir des actions dans un wagon automoteur?

Ici : Quelques études sur la faisabilité


 

 

 

 

 

 

 

accueil début faisabilité