Solutions durables pour lignes non électrifiées : rejoignez l’aventure Alstom

Bénéficiant de plus de 20 ans d'expertise dans les technologies à zéro émission directe de carbone et de l’éventail complet de solutions de traction alternatives, avec l'hydrogène, les batteries, les solutions hybrides et bi-modes, Alstom est un acteur engagé au service de la mobilité verte.

Que ce soit à travers la mise en place de partenariats ou en s'appuyant sur ses compétences internes, le Groupe développe et fabrique des solutions de traction verte pour les lignes non électrifiées. En outre, Alstom bénéficie d’un soutien financier dans le cadre du programme européen IPCEI Hy2Tech afin de poursuivre notamment le développement des solutions de piles à hydrogène, de stockage de l'hydrogène, de batteries et de convertisseurs dédiées aux applications de mobilité lourde*.

Seul acteur ferroviaire à proposer l'ensemble des solutions de traction verte pour les lignes non électrifiées, avec des trains fonctionnant sur batteries et/ou à l’hydrogène en service passager, Alstom est idéalement positionné pour offrir à ses clients les meilleures alternatives à la traction diesel.

Pour réduire les émissions de CO2 et la pollution dans le cadre d’une exploitation sans caténaire, les clients d'Alstom peuvent choisir parmi une large gamme de solutions « zéro émission », éprouvées et issues de son expertise inégalée en matière de systèmes à base d'hydrogène et de batteries. Alstom travaille en partenariat avec ses clients pour identifier la solution la mieux adaptée à leurs besoins. L’utilisation d'outils de simulation de pointe et le déploiement de procédures de validation rigoureuses permet de proposer des solutions de propulsion adaptées aux besoins des opérateurs.

Alimentation par batterie - La technologie de traction par batterie est bien avancée, avec plus de cinq projets en Europe (France, Allemagne, Italie et Irlande) portant sur des tramways, des trains périurbains et des trains régionaux – dont le premier train à batterie à avoir obtenu l'homologation complète pour le transport régional de passagers par l'Agence ferroviaire de l'Union européenne (ERA) en 2021.

« L'équipe d'experts d'Alstom ne fournit pas seulement des batteries, mais aussi des systèmes complets de stockage d'énergie pour les véhicules ferroviaires, composés de "briques" élémentaires, à savoir les packs de batteries, le système de gestion thermique, l’électronique du contrôle commande et les convertisseurs de puissance entre la batterie et le convertisseur de traction », explique Heinz Flerlage, Responsable de Produit Batterie au sein de l’équipe Green Energy. « Le cahier des charges relatif à ces briques est rédigé par Alstom et des fournisseurs travaillent au développement de certaines d'entre elles, conformément à nos spécifications ».
Battery cell and passengers in Baden-Württemberg.

Il poursuit : « L'une des principales activités de nos ingénieurs travaillant sur les solutions de traction durables est de s'assurer que le cahier des charges de chaque brique soit conforme aux besoins de la plateforme de matériel roulant. Et la gamme de produits est vaste, puisqu’elle s’étend du tramway aux locomotives, en passant par les trains régionaux. De plus, les briques doivent être adaptées à un grand nombre de cas d’application différents, avec des besoins de puissance ponctuels (pour des distances inférieures à 1 km, ce qui correspond généralement à des sections de tramway sans caténaire dans les centres-villes ou à des applications de type "dernier kilomètre" pour les locomotives), mais également avec des trajets sur de plus longues distances, par exemple dans le transport régional ».

« En outre, nous avons des exigences supplémentaires imposées par les contraintes opérationnelles, qui doivent être respectées. Par conséquent, les composants de traction verte doivent être adaptés au profil et au planning du client exploitant. »

Alimentation par hydrogène - Pour l'hydrogène, une autre partie du spectre des solutions de traction durables, Alstom est en tête de course, étant le seul acteur ferroviaire à disposer de références éprouvées en service.

Coradia iLint™, le premier train à hydrogène dédié au transport de passagers dans le monde, a été présenté au public lors du salon InnoTrans en 2016, et a démarré son exploitation commerciale en 2018. Depuis, 41 trains ont été commandés, et les premières rames sont entrées en service commercial en Allemagne en 2022. De nombreuses démonstrations ont également eu lieu en Autriche, aux Pays-Bas, en Suède, en France, en Pologne, en République tchèque et en Slovaquie. Le Coradia iLint a fait l'objet d'une démonstration en service passagers au Québec, au Canada, à l’été 2023. Par ailleurs, Alstom livre actuellement six trains Coradia Stream™ 100% hydrogène en Italie et 12 trains régionaux bi-modes hydrogène-électrique en France.
Coradia iLint, start of service, August 2022, with customer LNVG Germany.

Aujourd'hui, les trains périurbains, les trains régionaux et les locomotives constituent les principaux segments envisagés pour le déploiement de solutions à base d'hydrogène sur les lignes non électrifiées.

Alstom entend apporter tous les avantages des blocs d'alimentation à pile à combustible grâce à Helion Hydrogen Power, filiale du Groupe depuis 2021. Ce site basé à Aix-en-Provence (France) développe et fabrique des systèmes de piles à combustible pour différentes applications (y compris maritimes et stationnaires). Pour secteur ferroviaire, Helion est un fournisseur interne du site de Tarbes, l’un des sites principaux d’Alstom en matière de solutions de traction, chargé également des solutions hydrogène. Le site de Tarbes supervise le développement des « power packs » hydrogène, en intégrant les piles à combustible fournies par Helion ou par des fournisseurs externes, ainsi que les systèmes de refroidissement et de contrôle.

Helion développe actuellement des piles à combustible pour des applications de trains périurbains, de trains régionaux et de locomotives. L’intégration de ces piles est prévue d'ici 2025, dans le cadre du programme Hy2Tech de l'IPCEI.

L’objectif d’Alstom étant de fournir le système complet de traction hydrogène, le Groupe développe également une gamme de solutions de stockage d’hydrogène nécessaire à l’alimentation des piles à combustible tout en assurant la sécurité et la communication avec le véhicule et la pile.

« Pour le système de stockage, les équipes d'Alstom à Saint-Ouen (France) ont en charge la fourniture de solutions globales appliquées notamment au secteur ferroviaire dans des conditions de sécurité maximales. Alstom est également responsable du système de contrôle du stockage », explique Jean-Baptiste Jollys, Responsable de Produit Piles à combustible au sein de l'équipe Green Energy.

En outre, Alstom développe en interne des convertisseurs de puissance qui fournissent de l'énergie au système de traction à partir de batteries et de piles à combustible. Le portefeuille d'Alstom comprend également des convertisseurs bidirectionnels qui permettent d'alimenter le système de traction à partir de la batterie et de recharger la batterie à partir de la caténaire.

Sites de développement de composants

Tarbes (France) et Mannheim (Allemagne) sont les principaux sites en soutien au développement de systèmes d'approvisionnement en énergie à batteries.
Tarbes est le principal site de développement de composants pour les systèmes d'approvisionnement en énergie à hydrogène.
Helion Hydrogen Power est le site de développement des composants pour les piles à combustible, qu’il fournit à Tarbes.
Saint-Ouen est le site responsable du développement de composants de systèmes de stockage d'hydrogène.

Ces sites sont responsables de:

Toutes les activités de conception et de développement de la traction liées à la traction verte (mécanique, y compris l'analyse par éléments finis, câblage, conception thermique, etc.)
Toute la conception, le développement et la validation de l'approvisionnement en énergie verte (y compris simulation et banc d’essais)
Tous les contrôles liés au champ d'application de la traction verte, y compris les contrôles du système global d'approvisionnement en énergie verte
Le développement global de systèmes de stockage d'hydrogène

*Applications de mobilité lourde (également couvertes par le programme Hy2Tech de l'IPCEI)

Locomotive de manœuvre à hydrogène : le programme de subvention Hy2Tech de l'IPCEI soutient le développement d'une variante à hydrogène appelée Traxx Shunter H™. Il s'agit d'une locomotive de manœuvre à quatre essieux intégrée à la gamme d’Alstom.

Hydrogen Tender Power Generator (HTPG) : Alstom étudie une solution pour décarboner le fret ferroviaire européen en remplaçant les locomotives diesel par des locomotives électriques alimentées par un wagon générateur à pile à hydrogène sur les sections non électrifiées du réseau ferroviaire.

Train régional à hydrogène : développement de solutions hydrogène spécifiques pour les trains de passagers qui circuleront sur des lignes sans caténaire. Ces solutions à zéro émission directe de carbone remplaceront les trains diesel et seront capables de répondre aux exigences les plus élevées en termes d'autonomie, de capacité et de confort.

www.alstom.com

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