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UniRAIL, 1ère plateforme de recherche ferroviaire, est opérationnelle

Les laboratoires de recherche et entreprises qui souhaitent utiliser ses modèles, algorithmes, systèmes et technologies pour tester en conditions de nouveaux systèmes de contrôle et signalisation ferroviaires, pourront y accéder sur le campus de Centrale Lille

Ayant piloté les travaux de R&D et participé à son financement, Centrale Lille, établissement public d'enseignement supérieur, héberge la plateforme expérimentale UniRAIL destinée au contrôle de véhicules autonomes et de systèmes de transport guidés ferroviaires.

Unique en France, la plateforme UniRAIL est opérationnelle après 7 années de R&D. Menée dans le cadre du projet ELSAT 2020, elle a été financée par l'Union européenne, les contrats de plan Etat-Région (CPER), Centrale Lille et le laboratoire CRIStAL, ainsi que la Fondation Centrale Initiatives. Elle est dorénavant accessible aux laboratoires de recherche et entreprises qui souhaitent utiliser ses systèmes et technologies pour effectuer des simulations et tests en conditions.

Un travail collectif piloté par une équipe du laboratoire CRIStAL

L'équipe Moses (Modèles et outils formels pour des systèmes à événements discrets sûrs) du laboratoire CRIStAL a piloté le développement de la plateforme UniRAIL. Elle travaille par exemple sur la surveillance des aiguillages de l'infrastructure ferroviaire grâce à de nouveaux outils et au recours à l'intelligence artificielle (IA). Elle est engagée sur 6 programmes de l'IRT Railenium relatifs aux enjeux de la filière, à la stratégie d'essais, de simulation et de maintenance prédictive.

« UniRAIL est l'aboutissement d'un travail collectif, le fruit du rassemblement de compétences affirmées sur le contrôle et la signalisation ferroviaire du futur. Des ingénieurs, des étudiants se sont investis aux côtés des chercheurs dans le développement de cette plateforme. Le fait qu'UniRAIL soit enfin opérationnel, même s'il peut encore s'enrichir de solutions matérielles et surtout logicielles, constitue un motif de fierté », raconte Armand Toguyeni, Professeur des Universités, enseignant-chercheur de Centrale Lille, rattaché au laboratoire CRIStAL et responsable de l'équipe Moses.


Une maquette à l'échelle 0

L'équipement se présente sous la forme d'une maquette reproduisant à l'échelle 0, différents systèmes de contrôle et de signalisation utilisés dans le ferroviaire. Il se distingue par le très large champ de systèmes de signalisation et circulation qu'il couvre et les solutions qu'il embarque, développées spécialement car elles ne sont pas commercialisées. Plus de 200 configurations sont possibles.

UniRAIL utilise des trains miniatures de 8 cm de largeur sur lesquel il est possible d'embarquer des nano-pc et des caméras afin de tester différents modes de conduite (conduite à distance, train autonome, automatisation complète d'un système ferroviaire).

« Ce n'est plus à proprement parler de la simulation mais du test en conditions. Après être passée sur la plateforme, une solution peut être directement éprouvée en conditions réelles », poursuit Armand Toguyeni.

Des tests sur des concepts-clés de la signalisation et du contrôle ferroviaires

UniRAIL est adaptée pour traiter des problématiques comme le platooning, le Zero Field Testing ou encore le contrôle par cantons dynamiques (ou cantonnement dynamique) qui intéresse beaucoup la filière.

Les systèmes de signalisation ferroviaire, hormis dans le métro, reposent sur le principe de cantonnement (ou block-système). C'est-à-dire d'un espacement de sécurité, d'une zone clairement délimitée dans laquelle une seule circulation est admise, afin d'empêcher qu'un train en rattrape et percute un autre. S'il est possible de réduire cet intervalle en ajoutant des signaux d'espacement et en réimplantant les autres de façon plus uniforme (redécoupage du block), l'exercice a ses limites. D'où l'intérêt de tester des solutions aptes à dynamiser à terme ce cantonnement, en ajustant la distance de sécurité en fonction de la vitesse des trains qui circulent dans le même sens et sur la même portion.

Des perspectives ouvertes, pour les chercheurs comme pour les étudiants

D'autres collaborations de recherche pourront se nouer autour d'UniRAIL, par exemple avec l'équipe Estas du laboratoire Ifsttar et le LAMIH de Valenciennes. L'équipe Estas dont les travaux portent sur les problèmes de saturation des nœuds ferroviaires pourront s'appuyer sur UniRAIL afin d'apporter des compléments sur de nombreux aspects aux travaux de recherche conduits sur sa propre plate-forme de simulation ERTMS (European Rail Traffic Management Système). L'idée pouvant être à terme de coupler les deux systèmes.

« UniRAIL est enfin un formidable outil pédagogique mis à la disposition des étudiants de Centrale Lille pour mettre en œuvre des solutions simples d'automaticité (courant de recherche sur le train autonome), de réseaux, d'objets connectés ou d'IA », ajoute Emmanuel Duflos, Directeur de Centrale Lille.

À propos de Centrale Lille : Créé en 1854, Centrale Lille est un établissement public (sous tutelle du MESRI) qui forme des ingénieurs et des chercheurs de haut niveau. Ses trois écoles d'ingénieurs, l'École Centrale de Lille (ingénieur centralien), l'ITEEM (ingénieur manager entrepreneur) et l'IG2I (ingénieur en génie informatique et industriel), sont aujourd'hui une référence dans le monde universitaire.

Acteur majeur de l'enseignement supérieur et de la recherche, Centrale Lille, c'est aussi huit masters dont trois masters internationaux, deux doctorats, six laboratoires de recherche, cinq laboratoires internationaux associés, trois chaires d'enseignement et une chaire de recherche.

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