Le train et les technologies numériques peuvent-ils sauver la planète ? C’est à cette question que répond Thales en présentant son livre blanc sur la décarbonation de la filière ferroviaire.
Avec de nouveaux records de température, des conditions météorologiques extrêmes, le changement climatique est une menace réelle et croissante. Le transport ferroviaire joue un rôle essentiel dans la lutte contre les dangers du changement climatique tout en soutenant l’économie et permettant aux gens de se retrouver. Alors que les émissions globales des transports en Europe ont augmenté de 29% au cours des trois dernières décennies, les émissions ferroviaires ont chuté de façon spectaculaire, – 40 % au cours des 25 dernières années – malgré l’augmentation du nombre de passagers (+ 37 %) et des volumes de fret (+ 8 %). Le fret transporté par voie ferroviaire est ainsi près de neuf fois moins polluant que le fret transporté par route. Les voyages de passagers en train produisent également des émissions bien inférieures à celles des trajets équivalents effectués par d’autres moyens de transport.
Ces performances spectaculaires s’expliquent. D’abord, l’essentiel du trafic ferroviaire – 80 % en Europe – fonctionne à l’électricité. Même s’il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que la production d’électricité ne soit totalement « verte », les émissions ferroviaires par kilomètre diminuent à mesure que la production électrique bascule des énergies fossiles aux énergies renouvelables. Ensuite, les transports ferroviaires eux-mêmes gagnent en efficacité. Non seulement les trains se modernisent, mais les systèmes de commandement et de contrôle, toujours plus innovants, jouent aussi un grand rôle. Ils réduisent les émissions de CO2 tout en renforçant les capacités et l’attrait du rail.
Numériser pour décarboner Pour améliorer encore l’efficacité énergétique du ferroviaire, Thales met son expertise sur le développement de systèmes complexes à base d’Intelligence Artificielle (IA) éco-responsable, moins énergivore et basée sur l’apprentissage et la valorisation des connaissances. Plusieurs pistes d’actions ont été retenues.
Elles concernent tout d’abord les dispositifs de voie intelligents : les équipements de signalisation classiques sont énergivores. Les remplacer par des signaux LED intelligents et un suivi numérique de la localisation peut réduire les émissions de CO2 de 10 000 t par tronçon de 500 km sur la durée de vie du système.
Sont ensuite abordés les systèmes de gestion du trafic (TMS) qui régulent la circulation des trains en prévoyant, prévenant et résolvant les conflits – ce qui libère des capacités et économise de l’énergie. En général, le TMS est relié au système de signalisation numérique qui assure le routage automatique des trains. L’étape suivante consiste à relier le TMS aux trains pour optimiser chaque trajet. Cette technologie accroît la capacité des réseaux et procure des résultats tangibles : une augmentation de 20 % des capacités peut réduire les émissions indirectes de CO2 de 200 000 t par an (1).
Les systèmes de conduite assistés ne sont pas oubliés à l’instar du système d’assistance à la conduite (GreenSpeedTM), d’optimisation de la conduite automatique des métros (GreenCBTC) et des trains autonomes (RailBotTM) qui optimisent la consommation d’énergie grâce à une stratégie de conduite bien définie, et au calcul en temps réel des courbes d’accélération et de freinage les plus optimisées. La ponctualité s’en trouve améliorée, et l’usure réduite. Cette technologie procure un avantage à court terme puisqu’il n’est pas nécessaire de l’intégrer à la signalisation. Le potentiel de décarbonisation est important : une diminution de 15 % de la consommation énergétique des trains peut réduire les émissions de CO2 de 20 000 t par an (1).
Un autre axe concerne les aiguillages et le contrôle des trains : ce sont les piliers de la sécurité ferroviaire. Ils libèrent aussi de nouvelles capacités et économisent de l’énergie. Les systèmes avancés de signalisation, comme l’ETCS, sont déjà largement déployés. La dernière version de ce système – ETCS niveau 3 – réduit l’écart entre les rames, permettant aux lignes existantes d’absorber plus de trafic. Déployer l’ETCS niveau 3 peut réduire les émissions de CO2 de 25 000 t sur la durée de vie d’un système (1), en éliminant les équipements de voie.
Enfin, Thales préconise un suivi intelligent des infrastructures : Grâce à des senseurs performants et communicants, les trains et les métros pourront détecter les obstacles sur leur chemin, mais aussi sur les voies parallèles, informant automatiquement les équipes responsables, afin de planifier les interventions sur site, voire de résoudre plus de problèmes à distance, réduisant ainsi la dépense d’énergie. Les systèmes de supervision dans les stations analyseront en temps-réel la consommation d’énergie. Leurs senseurs permettront d’estimer finement le besoin en fonction, par exemple, du flux de passager, afin d’adapter la consommation d’énergie au juste besoin, tout en conservant le niveau de performance attendu et sans sacrifier le confort des passagers.
