Relance : une nouvelle ère pour le fret ferroviaire ?

D’ici 2030, l’Union européenne vise à porter la proportion de fret transporté par rail à 30 pour cent, contre seulement 18 pour cent aujourd’hui.

L’industrie estime que la numérisation et l’automatisation des wagons de marchandises équipés du coupleur automatique numérique (DAC) constituent le meilleur moyen d’y parvenir – mais la transition est semée d’embûches.

À l’heure actuelle, partout où des trains de marchandises sont assemblés en Europe, le processus ressemble à un livre d’histoire. Des agents de manœuvre se tiennent entre les wagons de marchandises et luttent pour relier les raccords à vis et les conduites de frein. Et d’autres étapes préparatoires sont toujours effectuées manuellement – comme le test de freinage obligatoire. Ici, le personnel de triage parcourt toute la longueur du train d'un côté, puis remonte le train de l'autre, vérifiant chaque frein individuellement. Parallèlement, leurs collègues vérifient les portes de chargement ou montent des dispositifs de fin de train selon les besoins. Ce processus est resté essentiellement inchangé au cours des 130 dernières années, c'est pourquoi la préparation d'un train de marchandises au départ peut souvent prendre des heures.

Trop lent, trop lourd, trop compliqué : pourquoi le fret ferroviaire a besoin d'une relance

L'Union européenne (UE) s'est fixé des objectifs ambitieux pour l'avenir du fret ferroviaire. D’ici 2030, elle souhaite augmenter le volume de marchandises transportées par rail jusqu’à 30 pour cent, contre seulement 18 pour cent actuellement [Fig. 1]. Que l’UE prenne cette transition si au sérieux n’est guère surprenant : par tonne-kilomètre, un train de marchandises n’émet que 17 grammes de CO2 – un camion, en revanche, en émet 111 grammes [1]. Et à part le rail, aucun autre mode de transport n’est capable de se transformer aussi rapidement pour fonctionner entièrement aux énergies renouvelables, en utilisant l’électricité produite à partir de sources renouvelables.

Cependant, compte tenu des pratiques actuelles en matière de fret ferroviaire, cet objectif de 30 % restera inaccessible. Les nombreux processus manuels impliqués dans la préparation, l'assemblage et l'exploitation des trains de marchandises sont l'une des principales raisons pour lesquelles le secteur du fret ferroviaire a tant de mal à rivaliser avec le fret routier. Compte tenu du temps nécessaire pour assembler les trains de marchandises, les itinéraires à wagon unique en particulier ne répondent plus aux exigences du XXIe siècle en matière de chaînes d'approvisionnement flexibles. Pour suivre le rythme, le secteur du fret ferroviaire a besoin d’une relance, sous la forme d’une numérisation et d’une automatisation de bout en bout.

Diagramme montrant la répartition du transport de marchandises aujourd'hui et à l'avenir.

Les processus intelligents et automatisés nécessitent des véhicules intelligents et automatisés – avec le DAC comme outil clé

Le Train de marchandises numérique (DFT) pourrait être le catalyseur de cette relance transformatrice. En commençant par les wagons de marchandises individuels – dont quelque 500 000 sont actuellement utilisés dans l’ensemble de l’Europe – les processus automatisés et les solutions numériques devraient accroître la capacité, l’efficacité et la disponibilité du transport. Le résultat final serait des opérations de flotte intelligentes et intermodales, dans lesquelles les commandes de fret individuelles sembleraient trouver l'itinéraire le plus rapide vers leur destination comme par magie. Mais l’utilisation de processus intelligents et automatisés pour tout faire fonctionner, des wagons de marchandises individuels jusqu’à des flottes de trains entières, présuppose des véhicules intelligents et compatibles avec l’automatisation (wagons de marchandises et locomotives).

À leur tour, les véhicules intelligents et compatibles avec l’automatisation ont besoin de coupleurs automatiques numériques (DAC). Longtemps standard dans le secteur des passagers, cette fonction simplifierait tout d'abord le processus d'attelage manuel à forte intensité de main-d'œuvre en établissant automatiquement les connexions mécaniques et pneumatiques nécessaires entre les wagons de marchandises (et la locomotive). Deuxièmement, il connecterait automatiquement l’électronique et l’alimentation énergétique de la locomotive aux wagons, établissant ainsi un réseau de communication sur toute la longueur du train et le reliant au serveur cloud de l’opérateur ferroviaire. Equipé d'une « intelligence électronique » sous la forme de systèmes de contrôle, de capteurs et d'actionneurs, le coupleur serait capable d'agir comme un élément clé pour presque toutes les futures fonctions de numérisation et d'automatisation jamais requises par l'industrie du fret ferroviaire.

Les changements les plus évidents et les plus significatifs affecteraient les processus de préparation manuelle des trains mentionnés au début. Les tests de freinage automatisés amélioreraient considérablement l’efficacité dans la gare de triage en rendant obsolète l’inspection à pied fastidieuse de la rame. Et la télécommande de l'attelage permettrait – comme son nom l'indique – de dételer une rame à distance. Le DAC prend également en charge le contrôle direct du frein de stationnement qui empêche les véhicules de rouler accidentellement. Un DFT entièrement équipé transformerait également la configuration et la surveillance de l'intégrité des trains en fonctionnalités automatisées faciles à mettre en œuvre.

Mais au-delà de ces fonctions, le DAC dispose d’un potentiel encore plus important. Pour autant que les avantages opérationnels justifient le surcoût, le DAC pourrait également ouvrir la voie à l'introduction d'une fonction de freinage électropneumatique spécialement conçue pour les trains de marchandises, car le DFT serait déjà équipé de la condition de base pour cela : une infrastructure électronique. Et dans toute analyse coûts-avantages d’un secteur ferroviaire numérisé, d’autres avantages liés au DAC apparaissent – il pourrait également servir de plate-forme pour les applications de maintenance conditionnelle (CBM).

Des normes cohérentes sur l’ensemble du marché européen du fret ferroviaire

Compte tenu de l’importance de l’interopérabilité entre les États membres de l’Europe, la valeur ajoutée attractive du DFT ne doit pas occulter la complexité des développements technologiques requis ou du déploiement ultérieur sur le marché. À l'instar des réglementations UIC et des normes européennes qui ont évolué pour les systèmes de freinage pneumatique, un ensemble de règles et de normes similaires est requis de toute urgence pour mettre le DFT en service. En fin de compte, l’importance de la compatibilité à long terme des interfaces ne devrait pas entraver le développement technique continu du système dans son ensemble.

Sous l’égide du programme européen de soutien technologique « Europe’s Rail Joint Undertaking » (ERJU), les constructeurs automobiles, les opérateurs ferroviaires et l’industrie de l’approvisionnement européens continuent de négocier des objectifs de sécurité et de disponibilité aussi génériques que possible. Toutefois, les certificats de sécurité réels utilisés pour l'homologation des wagons de marchandises et des locomotives DFT doivent être directement pertinents et valables pour les différents véhicules concernés. La nouvelle technologie doit également être intégrée dans les concepts de maintenance les plus récents : à terme, il devrait être possible pour n'importe quel atelier en Europe d'entretenir ou de réparer n'importe quel véhicule compatible DFT.

Un retour sur le passé récent suffit à montrer à quel point l'objectif 2030 évoqué au début de cet article est devenu urgent : alors que le simple fait de normaliser les interfaces mécaniques du DAC peut sembler relativement simple, en réalité, l'industrie ferroviaire européenne a dépensé années pour finaliser ces normes.

Auteur: Dipl.-Ing. (FH) Steffen Jass

www.rail.knorr-bremse.com

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