En 2009, Réseau Ferré de France posait, dans son magazine Lignes d’avenir, la question en apparence surprenante pour le néophyte : "Faut-il électrifier à tout prix ?" Une question d'autant plus saugrenue qu’un ancien Président de la République fixait comme objectif la disparition en 2020 de tous les trains Diesel.

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Montrichard - 30 juillet 2014 - La dernière grande opération d'électrification sur le réseau français a concerné la transversale Tours - Nevers avec 3 phases : dès 1997 la courte section Vierzon - Bourges en 1500 V a permis d'assurer la continuité électrique sur les liaisons Paris - Bourges ; en 2008, Tours - Vierzon a été réalisée et 3 ans plus tard, Bourges - Saincaize a assuré la jonction avec l'axe Paris - Clermont Ferrand. C'est la seule transversale électrique entre la Grande Ceinture et Bordeaux - Narbonne. © transportrail

 Cependant, si l’électrification revêt un caractère symbolique, parce que visible par tout un chacun, est-elle aujourd’hui un réel vecteur d’amélioration des performances d’une ligne de chemin de fer ? Premier constat, les matériels en traction autonome ont accompli de notables progrès depuis un demi-siècle. Evidemment, dès l’entre deux guerres l’électrification a accéléré de façon considérable les relations ferroviaires par rapport à la traction vapeur, tant sur les grandes lignes qu’en banlieue parisienne, mais elle s’accompagnait aussi d’une amélioration des infrastructures pour augmenter les vitesses. Plus récemment, avec l’apparition des X72500, les matériels thermiques ont fortement gagné en vélocité, et l’émergence des rames bimodes, à commencer par les AGC, est venue remettre le sujet à plat. Autant de facteurs qui bousculent les raisonnements jusqu’à présent dominants.

Autre élément à prendre en considération, la structure principale du réseau français est aujourd’hui électrifiée, limitant les axes résiduels éligibles à une poignée de lignes. Les grandes électrifications de plusieurs centaines de kilomètres ont vécu, mais reste le cas des territoires périurbains où la traction électrique est un évident critère de performance.

L’arbre qui cache la forêt ?

Un peu plus de la moitié du réseau français est électrifié : sur ces voies, circulent environ 90% des trains. Pour le reste, la traction Diesel reste de mise, y compris sur des radiales complémentaires aux grands axes comme Paris - Laon, Paris - Mulhouse et Paris – Granville mais leur trafic est nettement moins intense. Elle est encore dominante sur les transversales. Entre la Grande Ceinture sud de Paris et la transversale Bordeaux – Marseille, il n’existe aucune continuité électrique est-ouest sur plus de 700 km : l’achèvement de l’opération Tours – Nevers en 2011, à l’initiative de la Région Centre, a toutefois engagé un processus que la Région Bourgogne souhaite poursuivre avec Nevers – Chagny dans le projet VFCEA. Plus à l’ouest, l’électrification Nantes – Les Sables d’Olonne a mis sous caténaire le tiers nord de la transversale Bordeaux – Nantes mais sans qu’elle puisse en tirer profit. Quant à Bordeaux – Lyon, elle accumule de petites sections électrifiée sur les radiales qu’elle emprunte mais reste l’apanage de la traction Diesel.

La traction autonome reste encore dominante sur des axes à caractère régional et la croissance du trafic depuis maintenant près de 20 ans pousse à réexaminer l’offre et l’infrastructure et, le plus souvent à poser la question de l’électrification. Parallèlement, le renouvellement des matériels régionaux a poussé au rebut des autorails des années 1950 et 1960 aux performances diverses : plutôt correctes – lors de leur conception s’entend - pour les X2800 et les RGP1, et de médiocres à franchement insuffisantes pour les EAD. Les Régiolis devraient bousculer les X2100 et X2200 pas vraiment réussis de ce point de vue, ainsi que les dernières formations BB67400 + RRR ou courte rame Corail. Dans ces conditions, la valeur ajoutée de la traction électrique ne se fait plus vraiment sur l’horaire puisque les nouveaux automoteurs engrangent l’essentiel de ce qui peut être gagné. Mieux, avec la bimodalité, ils bénéficient des sections électrifiées dès qu’elles existent. Ce sera par exemple le cas sur Bordeaux – Nantes et Tours – Lyon avec l’arrivée des Régiolis TET commandés par l’Etat, qui pourront tirer profit des électrifications récentes.

Les gains de temps potentiels sont ailleurs : sur le tracé des trains, sur la durée des arrêts (en évitant de la transformer en marge de régularité déguisée), sur la géométrie des entrées et sortie de gare, et surtout sur l’offre de transport tant les exemples d’équivalence de temps de parcours entre le rail et la route sont nombreux, mais avec une carence d’offre préjudiciable à l’attractivité du service.

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Colombier - 15 mai 2003 - Les CC72000 ont été les maîtresses de l'axe Paris - Bâle, symbole des grandes relations ferroviaires nationales - d'abord - et internationales - un peu - en traction autonome. La Région Champagne Ardenne, poussée par la ville de Troyes, demande l'électrification de la ligne, mais les études ont démontré l'absence d'intérêt pour la performance du service. Dans ces conditions, les millions d'euros programmés seraient plus judicieusement utilisés sur d'autres opérations. © D. Beumer

Néanmoins, l’installation de la caténaire véhicule à la fois une image de modernité, de performances, bien évidemment de respect de l’environnement, et est aussi associée à la perspective de recevoir le TGV.

Inversement, on ne peut pas dire que la caténaire amène mécaniquement une exploitation performante : la ligne des Causses en fournit un exemple particulièrement frappant, au point que l’hypothèse d’une « désélectrification » afin de pouvoir concentrer les moyens sur la voie et les ouvrages apparaît comme une des solutions possibles pour sauver – enfin, du moins essayer – cette ligne aujourd’hui très proche du stade ultime de délabrement.

Quels critères pour une électrification ?

Résumer l’amélioration d’une ligne de chemin de fer à son électrification est à la fois réducteur et potentiellement source de dépenses non justifiées, si ce n’est pas des pressions politiques par conséquent hors de la rationalité technique. L’électrification fait partie des solutions mais n’est pas la solution. Tout dépend des objectifs recherchés et de la nature des trafics.

Elle se justifie dans quatre principaux cas :

  • les dessertes périurbaines ;
  • le maillage du réseau ;
  • la constitution d’axes structurants pour le fret ;
  • l’intégration au réseau TGV.

Ils peuvent évidemment se combiner afin d’augmenter la valeur ajoutée.

Pour les dessertes périurbaines, l’électrification procure les performances, notamment en traction et freinage, pour proposer un débit et une vitesse commerciale élevés. C’était par exemple le cas pour Saint Etienne – Firminy en 2005, sur l’ouest lyonnais ou Nantes – Châteaubriant. La traction électrique s’imposait évidemment lors de la réouverture de Cannes – Grasse, pour la même raison.

Cependant, on n’en a pas véritablement tiré profit dans le tracé horaire des trains. Un seul exemple pour s’en convaincre : sur l’ouest lyonnais, les trams-trains ne font pas mieux que les X4630 en 2002 et leurs aptitudes en traction et freinage sont bridées par l’implantation d’un KVB mal paramétré qui ne permet pas de tirer complètement profit du tracé de voie (aiguilles à 60 sur les croisements prises au mieux à 30). En revanche, pour la réouverture de Carpentras – Avignon, elle n’apportait pas une valeur ajoutée suffisante pour justifier son coût.

Il reste aussi deux lignes à électrifier en Ile de France sur la banlieue Est, où la traction électrique n’est que le moyen de répondre à d’autres enjeux :

  • Trilport – La Ferté Milon : l’électrification permettrait d’alléger l’exploitation de la gare de Meaux en améliorant la régularité des trains ;
  • Gretz – Provins : commune à l’opération Gretz – Troyes dont la pertinence n’est pas avérée, la section francilienne donnerait les moyens d’augmenter la capacité des trains sur Paris – Provins (Francilien UM2 au lieu d’AGC UM3) et de pouvoir créer un arrêt commun au RER E et la future ligne 15 du Grand Paris.

Le dossier de Transport Paris sur ces deux lignes.

Pour le maillage du réseau, deux récents exemples peuvent être développés. Le premier se situe en Région Centre avec la transversale Tours – Nevers électrifiée en deux temps, en 2007 de Tours à Vierzon et en 2011 de Bourges à Saincaize, la section Vierzon – Bourges ayant été électrifiée au milieu des années 1990 pour supprimer le relais traction sur la relation Paris – Bourges. Tours – Vierzon achevait l’électrification du triangle structurant du réseau régional et Bourges – Saincaize bouclait le réseau des principales villes. Même chose pour le sillon alpin entre Montmélian et Gières puis entre Moirans et Valence.

Dans le cas de Tours – Nevers, il s’agit aussi de proposer un itinéraire bis électrifié sur Paris – Clermont Ferrand, en cas d’incident d’exploitation ou de travaux lourds entre Moret et Nevers. C’est aussi l’amorce de la constitution d’un axe structurant pour le fret, afin de proposer de meilleures conditions sur un axe est-ouest évitant Paris où le sillon est rare et souvent de médiocre qualité. L’électrification de Nevers – Chagny se justifie pour cette raison : achever la continuité électrique entre l’Atlantique et l’axe Saône-Rhône, et au-delà vers l’Allemagne, le Bénélux, l’Italie et l’Espagne.

C’est aussi pour constituer cet axe performant fret que la section Saint Germain des Fossés – Saint Germain au Mont d’Or ou Saint Etienne est écartée : la rampe des Sauvages avec ses 28 pour mille continuera d’être un obstacle aux tonnages élevés, et, via Saint Etienne, les sillons sont rares du fait de la densité d’offre voyageurs. En outre Nevers – Chagny, donc la VFCEA, est le seul axe compatible avec une liaison efficace vers l’Allemagne et une desserte du sud de l’Europe en évitant Lyon, via la ligne de la petite Bresse (Mâcon – Bourg – Ambérieu) pour rejoindre l’Italie, et via le CFAL pour rejoindre la vallée du Rhône.

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Saint Léger sur Dheune - 8 mai 2014 - Les AGC bimodes ont fortement remis en question le dogme de l'électrification. Pourtant, sur Nevers - Chagny, la traction électrique aurait tout son sens, pour le fret, les TGV et aussi pour les relations interrégionales. © transportrail

Voir le dossier de Transport Rail sur la VFCEA.

Dans la même catégorie des axes stratégiques fret, l’électrification de Rang du Fliers – Amiens proposerait un second itinéraire d’accès au tunnel sous la Manche, évitant le bassin nordiste, en tirant profit des opérations menées sous l’égide de la Région Nord Pas de Calais sur les lignes littorales (Dunkerque – Calais et Boulogne – Rang du Fliers), procurant ainsi un second itinéraire contournant Lille et l’ex-bassin minier pour rejoindre l’Angleterre.

Quant à l’intégration au réseau TGV, le cas des électrifications en Savoie et Dauphiné dans les années 1980 est assez représentatif : autorisant des liaisons TGV Paris – Grenoble directes, l’électrification a également bénéficié aux liaisons régionales. Même chose dans les Vosges dans le sillage de la LGV Est, même si l’offre TGV est très faible : les Nancy – Epinal – Remiremont et Nancy – Saint Dié sont désormais assurées en traction électrique. Aujourd’hui, ce type de projet se raréfie : Poitou-Charentes tient à électrifier les lignes Niort – Saintes et Angoulême – Royan pour obtenir des TGV directs sur la côte charentaise. Le projet POCL intègre la mise sous tension de Bourges – Montluçon. Reste que ces projets deviennent de moins en moins stables car ils concernent des axes à potentiel de trafic modeste voire limité, dans un contexte de remise en question du modèle économique de la grande vitesse ferroviaire. Surtout, le potentiel fret est limité, principalement structuré par l’OFP du port de La Rochelle et le terminal combiné de Jarnac.

Environnement : l’effet bimode

S’ajoute un critère aujourd’hui assez délicat à manier car à la fois médiatique, subjectif et parfois polémique : le critère environnemental. Electrifier concourt à réduire la consommation d’énergie fossile dans les transports. Certes, mais le coût énergétique complet peut être aussi amélioré en remplissant d’abord des trains existants, fussent-ils Diesel. Grâce aux matériels bimodes, le phasage des projets peut être engagé pour lisser les investissements ou se concentrer sur les sections les plus circulées.

Autre nouveauté émergeante, la locomotive bimode. Jusqu’à présent, cette capacité n’était mise à profit que sur les matériels voyageurs régionaux, mais les constructeurs développent de nouvelles machines, d’abord pour le fret mais certains industriels visent aussi le trafic voyageurs. Les « petites bimodes » ou « last mile » intègrent une motorisation de puissance réduite pour venir jusque sur les installations embranchées et éviter un relais traction pour quelques kilomètres. L’objectif est de pouvoir rouler à 40 ou 60 km/h jusque chez le client avec la même locomotive. Bombardier et Siemens sont en pointe sur ce créneau avec leurs Traxx et Vectron. Vossloh mise en revanche sur une « grande bimode » aux performances inédites, combinant dans une seule machine une forte puissance – véritablement en limite de résistance des attelages - en traction électrique et thermique, sorte de « couteau suisse » y compris dans une version apte à 160 km/h pour des trains de voyageurs.

Voir le dossier de Transport Rail sur les locomotives bimodes.

Conclusion, l’électrification ne doit pas être considérée comme la solution universelle et, une fois de plus, c’est une vision en système entre les prévisions de trafic, le schéma de desserte, le matériel roulant et l’infrastructure qui doit être la base de toute réflexion sur la valorisation du réseau ferroviaire.

Parmi les lignes dont l’électrification semble justifiée :

  • Nevers – Chagny (VFCEA)
  • Amiens – Rang du Fliers (accès au tunnel sous la Manche)
  • Belfort – Delle ( continuité du projet franco-suisse)
  • Tassin – Lozanne (tram-train ouest lyonnais)
  • Marseille – Aix en Provence (périurbain)
  • L’Estaque – Istres (Côte Bleue, périurbain)
  • Trilport – La Ferté Milon (élimination de la traction Diesel en Ile de France)
  • Gretz – Provins (idem)
  • Orléans – Châteauneuf sur Loire (réouverture à caractère périurbain)
  • Toulouse – Colomiers (périurbain)
  • Bollwiller – Guebwiller (périurbain)

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Genève Zimeysa - 13 septembre 2014 - Un cas particulier. Bellegarde - Genève était électrifiée en 1500 V continu depuis 1958. Elle est passée en 25000 V 50 Hz à la faveur d'une réélectrification destinée à simplifier la conception du matériel roulant du RER franco-genevois qui devra aussi circuler sous 15000 V 16 2/3 Hz. Une piste à suivre pour les lignes électrifiées en 1500 V avant guerre ? © transportrail

Voir notre dossier Abandonner progressivement le 1500 V ?