Quand la concurrence augmente les parcours Diesel sous caténaires

Jusqu’à des temps encore récents, les « relais traction », c'est-à-dire les changements de locomotives, constituaient une règle relative en matière d’acheminement des convois de fret lorsqu’il fallait passer d’une ligne électrifiée à une ligne dépourvue de caténaires. La plupart des installations terminales embranchées n’étant pas électrifiées, il fallait aussi recourir à la traction Diesel pour l’accès aux sites terminaux.

Avec l’arrivée des nouveaux opérateurs de fret, cette pratique a été quelque peu remise en cause. La présence des engins Diesel sous caténaire a été accrue, les opérateurs cherchant minimiser leurs temps de transport, quitte à rouler 80% du temps sous caténaires. S’affranchissant des frontières électriques nationales et internationales, la traction Diesel était considérée comme une facilité pour les nouveaux entrants dans leur période de lancement.

Il n’en reste pas moins que cette situation n’est pas des plus exemplaires du point de vue environnemental ni des plus performantes du fait de la limitation des charges admissibles. Au fur et à mesure de leur montée en puissance, les nouveaux entrants se sont donc dotés de locomotives électriques, le plus souvent en recourant à la location d’engins.

Locomotives bimodes : deux cas d'application

Jusqu’à présent cantonnée aux automoteurs régionaux, la solution bimode est en train de faire son entrée dans le domaine du fret avec deux logiques.

La première est celle dite du « dernier kilomètre » (last mile) : il s’agit d’équiper une locomotive électrique d’un moteur Diesel de faible puissance pour accéder aux embranchements particuliers ou évoluer à faible vitesse sur les lignes dédiées fret à trafic restreint. Les puissances disponibles sont modestes, mais suffisantes pour évoluer à des vitesses inférieures à 60 km/h. Parmi les premiers engins de ce type, la Traxx Last Mile de Bombardier dont les essais sont en cours en Suisse pour une exploitation par le BLS. Schématiquement, il s’agit plutôt d’embarquer dans une machine électrique de 4,2 MW l’équivalent d’une BB63500 pour circuler à faible allure sur les lignes capillaires fret et éviter un relais traction coûteux en temps et en moyens.

BT-traxx-last-mile

En apparence, pas beaucoup de différence entre une Traxx électrique et une Traxx last mile, hormis l'évolution esthétique de cette machine largement présente sur les rails européens. Le BLS a commandé ce type de machines pour développer ses activités. (photothèque Bombardier)

En revanche, l’enjeu d’une locomotive pleinement bimode, capable de performances équivalentes quel que soit le mode de traction, est bien plus large : il s’agit tout à la fois de pouvoir utiliser la totalité du réseau ferroviaire, électrifié ou non, se jouer des travaux – de plus en plus nombreux – en utilisant des itinéraires alternatifs, et donc de gagner en efficacité en réduisant les temps d’arrêt techniques liés au changement d’engin moteur en fin de parcours électrique… ou d’éviter la perte de productivité liée à la circulation thermique sous caténaire.

L'EuroDual : un couteau suisse pour le fret ferroviaire ?

En la matière, c’est Vossloh qui semble le plus à la pointe avec une évolution de son Euro4000, qui rompt avec les héritages de la Class66 en adoptant une chaine de traction purement triphasée capable d’augmenter de 50% l’effort en régime continu, procurant ainsi des performances inédites. L’EuroDual – c’est son nom – en version CC pourrait ainsi saturer les limites de résistance des attelages. Elle atteindrait une puissance en régime continu en thermique de 2,4 MW, équivalente à 1,5 BB75000, ce qui permettrait de se passer des UM2 dans une majorité des cas.

En mode électrique, l’EuroDual développerait 4 MW sous 1500 V et 5 MW sous 25 kV alors que les BB27000 plafonnent à 4 MW. Par exemple, elle serait capable de remorquer seule à 100 km/h un train de 1800 tonnes sur des lignes à profil assez sévère (par exemple Brive – Montauban), alors qu’un UM2 de BB27000 est aujourd’hui nécessaire.

Vossloh en reste pour l'instant à une maquette mais a déjà engrangé 2 commandes, au Royaume Uni et en Afrique du Sud, de son EuroDual, dans une version BB orientée "last mile" mais propose à son catalogue cette version CC à grande puissance en traction autonome qui pourrait susciter une forte demande des opérateurs de fret compte tenu de sa grande polyvalence y compris sur des lignes moyennement armées, jusqu'à 19 tonnes à l'essieu. (photothèque Vossloh)

Le développement de ces locomotives « grandes bimodes » aurait donc pour effet non seulement d’abolir les frontières électriques et de faciliter un lissage des investissements d’électrification sans nuire aux performances du fret ferroviaire, de rationaliser les parcs des opérateurs en constituant un « couteau suisse de la traction » et d’augmenter les tonnages remorqués, impactant positivement les coûts de production du ferroviaire tout en gérant la consommation de capacité de l’infrastructure (qui dit tonnage admissible accru dit massification des trains et donc dégagement de capacité pour d’autres circulations).

Arrivée de l'EuroDual en France

La locomotive EuroDual prototype, acquise par VFLI, a reçu de l’EPSF le 14 juin 2019 son autorisation de mise en exploitation commerciale (AMEC)  sur le RFN.

Il s’agit de la première locomotive EuroDual produite par Stadler Rail, dite « EuroDual type 1 » chez Stadler, par distinction avec les séries suivantes ayant bénéficié de quelques évolutions par rapport au prototype. Depuis, le constructeur a reçu 39 autres commandes fermes au niveau européen pour des « EuroDual type 2 » dont 20 sur un marché-cadre de 100 locomotives avec la société European Loc Pool, proche de Stadler Rail.

Eurodual-stadler

La famille est par ailleurs constituée de l’Euro 4001, purement thermique, commandée à 12 exemplaires en achat direct ou location par VFLI, et de l’Euro 9000, version électrique à 9 MW (!) commandée à 10 exemplaires par ELP pour permettre aux trains intermodaux de franchir dans de bonnes conditions le tunnel du St Gothard malgré leur forte résistance à l’avancement du fait des phénomènes aérodynamiques en tunnel.

euro4001vfli

Esquisse de l'Euro 4001 purement thermique, dont VFLI a également fait l'acquisition. (document Stadler)

Pour en revenir à l’EuroDual de VFLI, les puissances de traction à la jante sont de :

  • 6170 kW sous 25 kV ;
  • 4100 kW sous 1500 V ;
  • 2450 kW en thermique : cette puissance est cohérente avec les 2,8 MW du moteur Caterpillar 16 cylindres C 175 normes Euro III b, équipant également les Class 68 anglaises. Elle montre le meilleur rendement de la chaine de traction ABB triphasé / triphasé par rapport à la chaine conventionnel triphasé / continu des Euro 4000, dérivée de celle des Class 66 et 77. En effet, l’Euro 4000 offre 2600 kW à la jante, pour 3178 kW au moteur Diesel, soit 150 kW de plus en puisance restituée pour 378 kW au moteur.
  • En mode hybride, combinant chaine 1500 V et groupe électrogène thermique, une puissance de traction de 6000 kW est offerte, permettant de bonnes montées en vitesse ou en rampe, même si la puissance absorbable à la caténaire est limitée par les possibilités de l'infrastructure.

L’EuroDual se caractérise enfin, toujours grâce à sa nouvelle chaine de traction, par des efforts de traction au régime continu dépassant tout ce qui est connu à ce jour en France, avec 405 à 430 kN selon les modes, à des vitesses s’echelonnant entre plus de 50 km/h sous 25 kV, plus de 35 km/h sous 1500 V et plus de 20 km/h en thermique, du fait des écartes de puissance.

performances eurodual

L’EuroDual va donc révolutionner les conditions de traction sur de nombreux axes, évitant de devoir raccourcir les convois ou recourir à des unités multiples, mêmes sur lignes à mauvais profil. Elle n’aurait ainsi par exemple aucune difficulté à emprunter le CNM avec les trains cargo d’hydrocarbures Fos – St Jory, où les BB 27000 sont trop justes pour faire face aux rampes de cet itinéraire.

On peut évoquer sa capacité à tracter 2050 t en simple traction sur la ligne Perpignan – Figueras avec ses rampes de 18 pour mille, là où les BB Traxx 186 ou BB 27000 ne peuvent prétendre qu’à des trains de 1300 t en US.

Il sera intéressant de voir la réaction des entreprises ferroviaires une fois confirmées en opérationnel ces caractéristiques, qui remettent en cause dans de nombreux cas l'intérêt d’acheter des UM de BB avec leurs 8 essieux, 4 cabines et 2 équipements de sécurité pour assurer des trains lourds, notamment en traction thermique