03 février 2021

Décarbonation : le panel de solutions se complète

Après les annonces sur le Régiolis hybride et l'AGC à batteries, la SNCF continue de déployer la stratégie du plan PlaneTER présentée l'année dernière pour décarboner le transport régional.

En Normandie, 15 Régiolis engagés sur Paris - Granville vont tester entre avril et juin prochains le remplacement du gasoil par un biocarburant issu des résidus de la filière colza (type B100) qui devrait réduire de 60% des émissions de gaz à effet de serre. L'objectif est d'évaluer les éventuels impacts sur les performances et le cycle de maintenance des moteurs, sachant que ce type de carburant est déjà utilisé par certains opérateurs de fret.

Toujours avec le Régiolis, l'Etat donne un coup de pouce financier à l'expérimentation de 14 Régiolis bimodes transformés pour fonctionner, outre via la caténaire, à l'aide d'une pile à combustible alimentée par de l'hydrogène. L'Etat investit 47 M€ sur un coût total de 130 M€. Le reliquat sera financé par les Régions, dont 42 M€ par la Région Occitanie, intéressée pour la ligne Montréjeau - Luchon. Les rames seront équipées de 2 piles à combustibles, de réservoirs à hydrogène d'une capacité de 160 à 180 kg (contre 260 kg sur les Coradia i-Lint). Restent à définir les autres territoires : il était question de

  • Bourgogne Franche-Comté pour Laroche-Migennes - Auxerre (avec perte des liaisons directes pour Paris...) ;
  • Auvergne Rhône-Alpes sur un axe à préciser (mais ce ne sera pas facile compte tenu des profils parfois sévères sur les lignes non électrifiées)
  • Grand Est également sur un périmètre à définir.

En outre, il semblerait qu'une autre réflexion s'engage sur le recours à l'hydrogène, par un principe plus classique de combution interne dans des moteurs thermiques, sans pile à combustible.


30 janvier 2021

Après le TER hybride, le TER à batteries

Une nouvelle étape dans la décarbonation du transport ferroviaire. Après le lancement du prototype de Régiolis hybride, sur lequel la moitié des blocs-moteurs va être remplacé par des batteries, c'est au tour de l'AGC bimode de servir de plateforme pour une nouvelle solution avec cette fois-ci le remplacement de la totalité de la partie thermique par des batteries pour un fonctionnement uniquement en traction électrique. Bombardier annonce une autonomie de l'ordre de 80 km et une puissance embarquée de 1600 kW, soit près de 300 kW de plus que la puissance actuelle fournie par les moteurs Diesel.

Pour la phase expérimentale, 5 Régions ont répondu à l'appel :

  • Auvergne Rhône-Alpes, manifestement pour un test sur l'axe Lyon - Bourg en Bresse ;
  • Hauts de France, où l'essai serait concentré sur Creil - Beauvais et Beauvais - Abancourt ;
  • Nouvelle Aquitaine, avec un premier cas déjà étudié sur Bordeaux - Le Verdon afin de gérer le renouvellement - probablement partiel - de la caténaire d'origine Midi, puis la liaison Bordeaux - Mont de Marsan ;
  • Occitanie qui envisage un usage sur Nîmes - Le Grau du Roi ;
  • Provence Alpes Côte d'Azur, la plus avancée avec le projet Marseille - Aix en Provence (extension du domaine électrique jusqu'à Saint Antoine, électrification de la gare d'Aix et circulation sur batteries entre Saint Antoine et Aix), et qui par extension pourrait concerner la Côte Bleue (section L'Estaque - Istres non électrifiée et potentiellement onéreuse à équiper compte tenu de la densité d'ouvrages d'art) et Avignon - Carpentras qui est dans le roulement de ces mêmes rames.

Chaque Région investit 5,4 M€ pour une rame modifiée. Bombardier participe à hauteur de 5,5 M€ et la SNCF engage 6 M€ : ces montants intègrent pour bonne partie des frais fixes, liés aux études et à l'organisation industrielle de la transformation. Le potentiel est assez conséquent puisque concernant 185 B81500 (Diesel - 1500 V) et 140 B82500 (Diesel - 1500 V - 25000 V). Il faudra donc aux Régions déterminer le volume de rames pouvant être concernées par cette évolution, avec des échéances à relativement court terme puisque les B81500 arrivent à échéance de la mi-vie. Ce volume dépendra d'une évolution des affectations des rames, pour créer des sous-ensembles cohérents, fruit d'une coordination accrue entre plan de transport, caractéristiques de l'infrastructure et matériel roulant.

Cette démarche n'est pas exclusive de nouvelles électrifications, mais l'intérêt de la solution avec batteries, comme pour les nouveaux trolleybus, est de pouvoir s'affranchir de sections onéreuses à équiper (notamment du fait d'ouvrages d'art ne dégageant pas le gabarit suffisant). Dans ce cas, on peut envisager soit des sections sans aucun équipement, soit des zones neutres servant uniquement à guider le pantographe pour éviter la multiplication des séquences de montée-descente qui restent encore manuelles.

Il faut aussi noter dans l'évaluation économique qu'il faudra prendre en compte le coût éludé de renouvellement des moteurs thermiques, qui constituait jusqu'à présent le scénario de référence pour ce matériel. Cela reste toujours une solution, car le périmètre d'action des AGC n'est pas toujours compatible avec les aptitudes des batteries : outre la longueur des parcours non électrifiés (qui peut évoluer, moyennant finances), les profils sévères ne sont pas un terrain de prédilection pour ce type de motorisation. Par exemple, il est peu probable qu'on voit un train à batteries s'aventurer sur la ligne des Cévennes, du moins au-delà d'Alès...

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08 décembre 2020

Régiolis hybride : premiers essais l'année prochaine

Développé grâce au concours financier des Régions Occitanie, Nouvelle Aquitaine, Grand Est et Centre Val de Loire, dans un partenariat avec évidemment Alstom et la SNCF, l'élaboration d'un premier Régiolis hybride, sur la base d'une rame bimode d'Occitanie, devrait être concrétisée l'année prochaine avec les premiers essais.

Rappelons que ce projet prévoit de retirer 2 des 4 moteurs thermiques fonctionnant au gasoil et de les remplacer par des batteries lithium-ion, qui récupèreront l'énergie au freinage pour la redistribuer au démarrage et en appoint des 2 moteurs maintenus. Un fonctionnement comparable aux voitures et autobus hybrides pour amorcer la transition énergétique du transport ferroviaire régional, où l'usage du gasoil est encore assez important.

La mise au point du dispositif est en cours de finalisation dans l'usine Alstom de Tarbes. Elles devraient procurer une réduction de la consommation de 20% (un chiffre comparable à celui annoncé pour les autobus). Ce premier train hybride devrait pouvoir démarrer en mode électrique, et la motorisation thermique servirait à assurer la montée et la stabilisatoin de la vitesse.

La rame expérimentale devrait faire des essais en 2021 et 2022, sur plusieurs lignes et dans chacune des Régions partenaires de cette démarche, avant d'être engagée en exploitation commerciale en 2023.

L'enjeu de ce prototype sera notamment d'évaluer la tenue de vitesse en ligne et notamment en rampe, éléments assez déterminants pour la tenue de l'horaire, sachant qu'une bonne partie du terrain de jeu de ces matériels est à voie unique. Ainsi, par exemple, il sera intéressant d'évaluer le comportement de ce prototype sur un Toulouse - Rodez, dans les rampes de 20 / 1000 entre Carmaux et Rodez, sur le versant sud de la ligne des Cévennes (avec 46 km entre 20 et 25 / 1000), ou a contrario sur le profil facile d'un Bordeaux - Périgueux, qui doit accrocher 160 km/h sur les 76 km non électrifiés depuis Coutras. 

En parallèle, Bombardier et la SNCF planchent toujours sur l'évolution des AGC bimodes, pour cette fois-ci remplacer toute la partie thermique par des batteries, avec l'objectif d'une première rame en 2023.

26 juillet 2020

A propos de trains à hydrogène...

Il était temps : transportrail complète et adapte le contenu de son étude relative à la décarbonation du transport ferroviaire et notamment des dessertes régionales en abordant plus largement le sujet - très médiatisé ces dernière semaines - de l'hydrogène comme énergie alternative. Le train à hydrogène débute - prudemment - sa carrière en Basse-Saxe et est attendu autour de certaines lignes autour de Francfort. Si toutes les commandes envisagées sont confirmées, une petite centaine de Coradia i-Lint pourrait sortir de l'usine allemande d'Alstom à Salzgitter.

En France, la situation est cependant différente car les Régions ont très largement renouvelé le matériel roulant avec les X72500, X73500, AGC et Régiolis, tous partiellement ou totalement thermiques. Si on fait exception des premiers en train de partir par la petite porte, les X73500 sont tout juste au stade de la mi-vie. Comme le train à hydrogène est un train neuf, l'opportunité d'une telle évolution technologique n'est pas forcément pour tout de suite. Autre facteur, il existe des matériels bimodes, qui permettent déjà d'utiliser autant que possible les installations de traction électriques existantes, et les engins modernes disposent de chaînes de traction électriques qui, avec les évolutions technologiques, peuvent se prêter à des transformations avec l'implémentation de batteries remplaçant partiellement ou totalement la partie thermique de la motorisation.

Enfin, les travaux d'Alstom sur le train à hydrogène s'appuient sur le Régiolis : or, dans l'accord de fusion Alstom-Bombardier, Alstom propose de céder le site de Reichshoffen et la plateforme Coradia Polyvalent dont est issu le Régiolis. D'où notre question : quel avenir pour le Régiolis H2 dont il est question en France avec la SNCF et plusieurs Régions ?

Mais pour l'ensemble de ces possibilités techniques, il faut préalablement évaluer le champ des possibles et surtout les limites techniques de chacune d'entre elles.

Notre dossier comprend donc désormais 5 chapitres

Chapitre 1 : traction électrique ou électrification ?

Chapitre 2 : des batteries pour remplacer les moteurs thermiques

Chapitre 3 : à propos des trains à hydrogène

Chapitre 4 : quels nouveaux projets ?

Chapitre 5 : abandonner ou réinventer l'alimentation par courant continu ?

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18 février 2020

Autriche : nouveau désir de Désiro

Entre renouvellement des séries anciennes, rationalisation du parc et développement de l'offre, les ÖBB continuent de commander des automotrices Desiro à Siemens. Après une première tranche de 101 suivie de deux options respectivement de 64 et 24 unités, une quatrième tranche a été notifiée pour 11 rames. Comme la précédente, elle sera équipée ERTMS, tandis que les 165 premières rames le seront par retrofit. Il faut également noter que les tranches 3 et 4, soit 35 rames, sont également prédisposées pour recevoir ultérieurment des batteries afin de pouvoir circuler en mode électrique sans caténaire sur certaines antennes aujourd'hui exploitées en traction Diesel.

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Attnang-Puchheim - 16 mai 2015 - La série 1142 n'est plus de première jeunesse mais fait encore office de solution pour les courtes rames tractées qui sont encore de mise sur une partie du trafic régional, comme ici la correspondance sur l'axe Vienne - Innsbruck pour rejoindre Bad-Ischl et Hallstatt, lieux - très - prisés des touristes (notamment asiatiques et russes). © transportrail

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Vienne - Hauptbahnhof - 1er juin 2018 - Les nouvelles automotrices Desiro ont été l'occasion d'une évolution de la livrée du matériel régional, inspirée des couleurs du Railjet pour la partie inférieure. En revanche, ces rames sont mal commodes en service régional car les voitures d'extrémité ne comprennent qu'une seule porte et une grande partie de l'espace est perdue dans l'une d'elles pour installer 2 toilettes accessibles aux fauteuils roulants. © transportrail

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16 février 2020

Alstom se met - aussi - au train à batteries

Il n'y a pas que l'hydrogène dans la vie, la preuve ! Alstom a remporté un marché de 11 automotrices Coradia Continental électriques, fonctionnant sous caténaire et sur batteries lithium-ion, pour un montant 100 M€, incluant la maintenance. Elles sont destinées à la liaison entre Leipzig et Chemnitz. Composées de 3 caisses d'une longueur totale de 56 m, ces rames de 150 places aptes à 160 km/h sont annoncées avec une autonomie de 120 km, qui semble pour l'instant un peu optimiste. Elles seront produites dans l'usine allemande d'Alstom à Salzgitter, tandis que la chaîne de traction - cocorico - sera produite à Tarbes.

Pour l'instant, la filière à hydrogène, que certains imaginent dès à présent comme la solution de référence, reste donc plutôt une niche expérimentale : l'implémentation de batteries dans un train électrique ou la conversion de rames thermiques ou bimodes semble plus aisément atteignable à court terme.

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13 février 2020

Occitanie s'occupe de ses AGC

Coup de jeune sur les aménagements des AGC

A partir de 2023, les AGC seront concernés - déjà ! - par le cycle des opérations de mi-vie (OPMV), phase de maintenance patrimoniale qui est le plus souvent une occasion pour moderniser les aménagements intérieurs et corriger certains défauts apparus a posteriori.

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Aigues-Mortes - 27 décembre 2011 - Un B81500 quadricaisse avec l'élégante livrée définie par l'ancienne Région Languedoc-Roussillon sur une liaison Nîmes - Le Grau du Roi. Le parc d'AGC va progressivement être rénové et les éléments bimodes vont faire l'objet d'études pour remplacer les moteurs Diesel par des batteries. © transportrail

La Région Occitanie est à la tête de 83 AGC, soit 12% du parc total. Cet effectif est constitué des matériels commandés par les deux anciennes Régions Languedoc-Roussillon et Midi-Pyrénées qui n'avaient pas forcément fait les mêmes choix en matière de configuration intérieure. La Région Occitanie a donc décidé de lancer dans un premier temps une OPCE (Opération Confort Esthétique)  dès 2021 sur 20 à 30 rames, par anticipation du cycle de mi-vie, poursuivant plusieurs objectifs :

  • homogénéisation de l'aménagement intérieur : diagramme monoclasse, ajout de sièges dans les anciennes salles de 1ère classe, suppression du local de l'agent commercial (quand il existe), suppression de l'espace tablettes pour créer des places assises supplémentaires ;
  • rénovation de l'ensemble des sièges ;
  • suppression des poubelles individuelles qui s'étaient rapidement dégradées ;
  • rénovation des plafonds (on attend toujours que l'auteur de la moquette aiguilletée coquille d'oeuf se dénonce) ;
  • remplacement des spots halogènes par les LED plus économes ;
  • nouvelle connectique combinant prises 220 V et prises USB ;
  • installation d'un système de comptage embarqué.

Les anciens espaces de 1ère classe proposeront 32 places assises contre 18 à 22 actuellement. La suppression du local ASCT procurera 4 places et l'élimination de l'espace tablettes 8 nouvelles places. Ainsi, une vingtaine de places sera gagnée à bord de ces rames.

Les OPCE un peu anticipées ne sont pas une mauvaise chose car les aménagements intérieurs ont quelque peu vécus et ont été parfois malmenés par des voyageurs peu respectueux.

Par ailleurs, la Région lancera un programme de pelliculage du parc pour appliquer sur 171 rames la livrée Lio déjà apparue sur certains Régio2N et Régiolis.

Vers une migration des AGC bimodes en AGC électriques avec batteries ?

Il n'y a pas que l'hydrogène dans la vie. Si la Région Occitanie s'affiche en pôle position sur le lancement d'un train électrique fonctionnant à l'hydrogène (couplé à des batteries), cette option technique ne peut être raisonnablement la seule voie de verdissement énergétique des trains régionaux, ne serait-ce que par qu'elle n'est envisageable que sur des matériels neufs, dont le prix va probablement donner le vertige, outre les questions inhérentes aux conditions de stockage et de distribution d'hydrogène dans des dépôts parfois - souvent - entourés d'habitations. La transformation des matériels existants devient aujourd'hui un sujet de premier plan, d'autant que se profile à l'horizon la mi-vie de nombreuses rames, à commencer par les AGC.

La Région Nouvelle Aquitaine a pris un temps d'avance avec le cas - un peu particulier - de la ligne du Médoc, où il s'agit de comparer le coût de la rénovation de la caténaire à une alternative de traitement partiel couplé à la transformation d'une partie des AGC bimodes (des B81500) en rames purement électriques, fonctionnant alternativement sous caténaire et sur batteries. On peut aussi aisément penser à la liaison Bordeaux - Mont de Marsan, qui s'effectue sous caténaire de Bordeaux à Morcenx. Une courte section de caténaire en gare de Mont de Marsan suffirait pour la recharge des trains au terminus et leur préparation matinale.

En PACA, un schéma comparable est envisagé pour se passer du gasoil entre Marseille et Aix en Provence en lien avec un RER marseillais : on rappelle d'ailleurs que la ville d'Aix en Provence avait déploré le maintien de la traction Diesel dans le cadre des travaux d'augmentation de capacité, allant même jusqu'à envisager de bloquer les travaux.

La Région Occitanie envisage elle aussi de transformer ainsi tout ou partie des 27 B81500 de son parc.

La ligne Toulouse - Auch pourrait constituer un premier terrain d'application : l'hypothèse d'électrification d'une partie de la ligne, au moins jusqu'à Colomiers, pourrait émerger de façon très légitime, compte tenu d'un trafic comptant plus de 80 circulations journalières. Elle transparaît en filigrane des études sur l'extension du périmètre de la desserte périurbaine au-delà de Colomiers, en lien avec un RER toulousain. Avec un parcours de 88 km entre Toulouse et Auch, et compte tenu d'une autonomie de 60 km avancée par Bombardier, il faudrait probablement déployer la caténaire jusqu'à Colomiers voire Pibrac, puis installer une zone de recharge à L'Isle Jourdain, terminus intermédiaire sur la ligne. Compte tenu du profil en dents de scie de la ligne, avec des rampes parfois sévères (20 à 25 / 1000 du côté de Gimont) mais courtes, la sollicitation des batteries serait assez équilibrée en profitant des capacités de récupération dans le sens de la descente. 

On peut aussi penser à un itinéraire plus court et au profil nettement plus facile : Nîmes - Le Grau du Roi, mais où la section électrique, certes existante, se limite au parcours Nîmes - Saint Césaire (3 km) pour un parcours de 42 km pour atteindre le terminus.

Quant au nord-est toulousain, l'intérêt serait voisin de Toulouse - Auch mais avec des contraintes supplémentaires : un grand nombre de tunnels, un profil bien plus sévère en particulier vers Rodez et surtout des distances à parcourir. Si la section Toulouse - Saint Sulpice pourrait se prêter, par l'importance de son trafic, à une électrification en pointillés, les solutions à mettre en oeuvre dépendront de leur compatibilité avec des trains pour Mazamet, Albi, Rodez et Aurillac, ce qui nécessite de réfléchir à l'échelle régionale sur le pas d'implantation de zones électrifiées à moindre coût, en fonction des distances parcourables sur batteries, mais aussi à l'affectation du matériel roulant.