Rame tractée ou automotrice : quels choix ?

Quels enseignements ?

Difficile de tirer des conclusions générales d’expériences aussi variées. Dans le domaine de la grande vitesse et plus largement des vitesses élevées supérieures à 200 km/h, le débat se résume à une motorisation concentrée ou répartie, mais dans tous les cas sous la forme d’une unité indéformable.  Seule exception : le Railjet autrichien.

Pour des vitesses inférieures ou égales à 200 km/h, la balance se rééquilibre un peu : la poussée des formules automotrices est nette, mais la rame tractée conserve des positions dominantes, comme en Belgique ou en Suisse. La position allemande est plus équilibrée (IC2, Talgo EC250 ou ICE4). La France bascule quant à elle vers le tout automoteur.

En trafic régional, la formule automotrice trouve assurément son meilleur terrain d’application : elle est en train d’achever l’éradication des rames tractées dans de nombreux pays, mais en Allemagne, la rame tractée courte fait de la résistance, notamment du fait d'un abondant parc de locomotives.

Performances et capacité : quel équilibre économique ?

C’est un débat récurrent parmi les spécialistes : quels sont les champs de pertinence respectifs des deux solutions ?

En matière de confort et de capacité, la rame tractée reprend l'avantage. Sur le premier point, l'absence de bruit lié à la motorisation est à mettre évidemment à son crédit. Sur le second point, la concentration de la motorisation limite le besoin de compartiments techniques. Cependant, il faut aussi caser les blocs de climatisation, ce qui, avec le gabarit français, n'est pas une mince affaire : la comparaison avec les voitures suisses ou allemandes n'est pas pertinente compte tenu d'un gabarit en hauteur plus généreux qui facilite l'insertion de ces équipements. La capacité peut donc être à l'avantage de la rame tractée, surtout quand la longueur du train augmente. Evidemment, lorsqu'il faut concilier grande capacité et longueur réduite (par exemple à Paris Saint Lazare vers la Normandie), l'automotrice reprend vigueur... quoique les 4 cabines de conduite d'un UM2 répondant à la norme européenne sur les chocs frontaux ("STI crash") représentent quasiment la longueur d'une locomotive.

Les différentes comparaisons qui ont pu être menées, par exemple par SMA en 2007, avant le lancement du marché aboutissant au Régio2N, peuvent donner un premier indice : jusqu’à l’équivalent de 6 voitures classiques, la rame automotrice reste, du point de vue de l’acquisition et de la maintenance, économiquement meilleure que la rame tractée. Exprimé en capacité, le point d'équilibre se situe autour de 400 places. En résumé, une locomotive à 5 M€ et une voiture à 2 M€, la rame de 7 voitures revient à 19 M€ pour un ensemble d’une longueur de 200 m, contre en moyenne 10 M€ pour un élément automoteur de 100 m de long. La motorisation concentrée est intrinsèquement plus économique que la motorisation répartie en de multiples unités de petites dimensions sur l'ensemble du train.

Le vrai enjeu est sur l’exploitation et la maintenance : plus la rame est longue, plus l’écart se creuse en faveur de la solution tractée. En outre, la rame tractée permet d'isoler une voiture défaillante alors qu'une automotrice sera complètement mise hors service... à condition d'accepter des recompositions de rames tractées et donc une forte agilité de l'opérateur.

Le besoin de modulation des compositions devient donc un élément de choix. Lorsque le besoin capacitaire est assez constant tout au long de la journée, la rame tractée prend l'avantage. L'automotrice est intéressante lorsqu'il faut moduler la capacité en ligne ou faire des trains bitranches... du moins en France du fait de la réglementation : si les locomotives intercalées étaient autorisées en France sur les compositions voyageurs, il en serait tout autrement.

Restent donc les contraintes de performance liées à la sensibilité du graphique horaire. Pour des compositions courtes, l'ajout d'une seconde locomotive n'est qu'un pis-aller. On pensera par exemple aux trains régionaux Karlsruhe - Stuttgart par le Schwarzwaldbahn formés de 3 voitures à 2 niveaux encadrés par 2 BR146. En revanche, pour les compositions longues, la Suisse, la Belgique, l'Allemagne et l'Autriche, et même l'Italie avec les Fracciabianca ajoutent une seconde machine. On rappellera par exemple que sur Paris – Clermont Ferrand, entre un tracé BB 26000 + 7  voitures Corail et un tracé à 14 voitures, toujours avec une seule machine, il y a tout de même 6 minutes d’écart...

Tout dépend donc ce qui est recherché. Du point de vue des performances, et notamment lorsque des accélérations soutenues et des freinages incisifs sont recherchés, à capacité / longueur équivalente, l’automoteur prend l’avantage sur la rame tractée, pénalisée dans les montées en vitesse par la concentration de la motorisation et les conditions d’adhérence rail-roue qui en résultent. Plus la distance entre arrêts est courte, plus l'automotrice est à son avantage puisque pour l'égaler, la rame tractée aura besoin d'une seconde locomotive généralement à partir de 6 ou 7 voitures.

On pourra aussi noter que le plus souvent, les opérateurs privés privilégient la solution automotrice pour leurs acquisitions de matériel neuf, et ne recourent aux rames tractées que dans une logique de récupération de matériel existant (Thello entre la France et l’Italie, Locomore puis Flixtrain en Allemagne). Le marché de l'occasion avec des rames tractées est également un peu plus facile et la location de locomotives est devenue courante.

En réalité, le choix procède aussi de stratégies opportunistes, en fonction de la situation du parc de chaque opérateur : la présence en nombre abondant de locomotives récentes à fort potentiel résiduel peut favoriser une stratégie « au moindre coût » avec l’achat des seules voitures voyageurs. Mais le cycle semble – presque – sans fin.

Une seconde chance pour la rame tractée en France ?

La question mérite quand même d'être posée, quitte à être à rebours de la tendance dominante. L'automotrice reste pertinente quand :

• des performances élevées en traction - freinage sont requises (quoique la France ne soit guère exemplaire en la matière)
• la capacité de base requise est moyenne ;
• le trafic comprend de vraies pointes nécessitant des compositions renforcées en UM2 ou UM3, alors qu'une US peut suffire en journée ;
• l'exploitation prévoit des trains bitranches.

Quand ces critères ne sont pas réunis, notamment les deux derniers, la rame tractée réversible a l'avantage d'être plus économique, potentiellement un peu plus capacitaire et pas moins souple d'exploitation.

Quelques axes exploités aujourd'hui essentiellement avec des voitures Corail pourraient continuer à être exploités en rame tractée réversible, et plutôt à deux niveaux, dans des configurations à affiner, mais probablement entre 6 et 10 voitures :

• Strasbourg - Bâle
• Paris - Dijon
• Dijon - Lyon
• Lyon - Marseille
• Lyon - Grenoble
• Marseille - Nice
• Paris - Strasbourg

Notez que, depuis la première rédaction de ce dossier en 2015, la Région Bourgogne - Franche-Comté a commandé des Régiolis pour les Paris - Dijon - Lyon et Transdev, lauréat de l'exploitation de l'axe Marseille - Nice, a commandé des Omneo Premium.

A transportrail, nous avons dressé le portrait-robot de ces rames, qui, disons-le tout de suite, s'inspire du concept des IC2 de la DB :

• une voiture-pilote avec 2 portes d'accès par face de 1300 mm d'ouverture à 600 mm au-dessus du rail, donc entre les bogies, concentrant toutes les fonctions pour les usagers en fauteuil roulant : espace de voyage pour 2 fauteuils, WC adapté, accès à la salle basse par des rampes. Capacité visée : 80 places en seconde classe. Grosso modo, elle pourrait s'inspirer des voitures d'extrémité des TER2Nng ;
• les autres voitures seraient de conception classique avec 2 portes de 1300 mm d'ouverture, au-dessus des bogies à 920 mm au-dessus du rail, d'architecture très similaire donc aux V2N existantes... mais nettement plus confortable et avec plus d'espace pour les bagages. La voiture de seconde classe comporterait 120 sièges (contre 152 dans une V2N) et la voiture mixte (première classe en haut) 90 places.

Une composition de 6 voitures offrirait ainsi sur 178 m, locomotive incluse, 650 places, capacité aujourd'hui atteignable en rame Corail de 9 voitures (1,5 voitures de 1ère classe, 6,5 voitures de 2nde classe, 1 voiture pilote). Comme évoqué dans ce dossier, le coût de l'ensemble rame + locomotive pourrait être inférieur à celui d'automotrices de capacité équivalente (donc souvent des UM2).

Breme-Mahndorf - 27 avril 2017 - Dans son principe, l'IC2 allemand a très largement inspiré notre proposition. En tête, une voiture de réversibilité avec les portes entre les bogies pour un accès direct à un espace aménagé pour les personnes à mobilité réduite et ensuite des voitures classiques avec portes sur les bogies. Evidemment, le gabarit en hauteur devra être adapté aux spécificités françaises. (cliché X)

Quant aux performances, vues les aptitudes du réseau français en matière de traction électrique, l'écart devrait être faible surtout si ces formations sont engagées sur des dessertes à arrêts peu fréquents type TER Intevilles, surtout avec des portes largement dimensionnées (1650 mm soit 1000 mm de plus qu'une porte Corail !). Il serait même possible de lisser les investissements (à condition de ne pas trop tarder à se décider) en commençant par l'utilisation de BB26000 pouvant raisonnablement circuler jusqu'en 2035 voire 2040 pour les dernières livrées.