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Nexans News
La supraconductivité : transformer le transport ferroviaire de demain
La supraconductivité mise en avant lors de la conférence de l'UIC à Paris en décembre 2024. Nexans et SNCF Réseau ont présenté cette technologie révolutionnaire pour l'industrie ferroviaire.
La supraconductivité était à l'honneur lors de la conférence de l'UIC qui s'est tenue à Paris en décembre 2024 et à laquelle Nexans a participé en partenariat avec SNCF Réseau. La technologie supraconductrice a en effet été présentée comme révolutionnaire pour l'industrie ferroviaire, un élément clé qui contribuera à transformer le transport ferroviaire.
La supraconductivité est de plus en plus utilisée dans les applications industrielles, et pourrait transformer et révolutionner le secteur de la transmission d'énergie, y compris les réseaux ferroviaires. L'utilisation de câbles supraconducteurs et de limiteurs de courant de défaut supraconducteurs peut permettre à l'industrie ferroviaire d'améliorer l'efficacité, d'augmenter la capacité, et de promouvoir la durabilité de ses réseaux. Ces avancées soutiennent les objectifs de décarbonation fixés à l’échelle mondiale et facilitent la transition vers des systèmes énergétiques plus efficaces.
La supraconductivité aide à relever les défis de l'industrie ferroviaire
L'industrie ferroviaire est confrontée à de grands défis qui pourraient être relevés grâce à la mise en œuvre de technologies révolutionnaires telles que la supraconductivité, qui fait d'ailleurs partie des IGT (Innovative Grid Technologies - soutenues par CurrENT, une association industrielle clé représentant les entreprises de technologies de réseau innovantes opérant en Europe).
#1. La modernisation de l'infrastructure ferroviaire implique la remise en état des infrastructures et l'amélioration de la fiabilité du réseau, ce qui constitue un défi majeur pour les opérateurs de réseau
Le renforcement des lignes, des vitesses de circulation accrues, un nombre de trains en augmentation, permettant d’améliorer les capacités de transport tout en contribuant à réduire l'empreinte carbone, nécessitent des améliorations de l'infrastructure, en particulier dans les zones densément peuplées. Il s'agit notamment de régénérer les voies et d'ajuster leur géométrie, de moderniser les caténaires et réseaux de transmission, mettre en place des boucles de passage, de remplacer les passages à niveau et les points d'arrêt, et de réduire la congestion aux points de croisement.
Les câbles supraconducteurs à courant continu et les limiteurs de courant de défaut supraconducteurs (SFCL) contribuent actuellement à la modernisation des systèmes ferroviaires et aux programmes "Net-Zero" qui en découlent. La Société nationale des chemins de fer français (SNCF Réseau) a annoncé plusieurs projets dans lesquels la supraconductivité jouera un rôle essentiel, notamment pour permettre l’approvisionnement continu des réseaux et assurer une alimentation permanente de ses lignes et étendre le déploiement des SFCL afin d'améliorer la fiabilité des réseaux.
Quelques exemples récents illustrent la manière dont les systèmes supraconducteurs peuvent contribuer à l'efficacité des réseaux ferroviaires:
- Le MagLev supraconducteur et le Chuo Shinkansen, qui relient Tokyo et Osaka à une vitesse de 505 km/h en seulement 67 minutes (438 km), sont désormais une réalité.
- Le projet SuperRail de la gare de Montparnasse à Paris permettra de faire circuler 16 trains en même temps grâce aux systèmes de câbles supraconducteurs qui alimentent le réseau actuel.
- Dans la ville de Bussurel, le réseau ferroviaire fonctionnera avec une performance opérationnelle bien plus élevée grâce au limiteur de courant supraconducteur, permettant un meilleur contrôle de la stabilité du réseau et contribuant à une ponctualité améliorée des trains. Autant de bénéfices rendus possible grâce aux limiteurs de courant de défaut supraconducteurs (SFCL).
#2. Durabilité et performance : combiner l'efficacité et la responsabilité environnementale tout en assurant performance et durabilité économique
Le rail contribue à la mobilité durable en offrant des avantages environnementaux, répondant aux enjeux de développement durable, de transport de masse et de fret. Le fret ferroviaire, alternative écologique, peut remplacer plus de 100 camions par un seul train, réduisant ainsi les émissions de carbone et aidant à lutter contre le changement climatique. La mise en place d'un secteur ferroviaire durable nécessite la prise en compte de ces facteurs environnementaux, sociaux et économiques.
La supraconductivité joue un rôle clé dans l'amélioration des applications industrielles et présente un potentiel significatif pour la transformation des réseaux ferroviaires. Grâce à l’intégration de câbles supraconducteurs et de limiteurs de courant de défaut, l’industrie ferroviaire pourrait améliorer son efficacité, augmenter sa capacité et renforcer sa durabilité. Ces avancées contribuent aux objectifs mondiaux de décarbonation et facilitent la transition énergétique.
En outre, la supraconductivité à haute température présente des avantages économiques non négligeables. Ces technologies ont en effet permis d’économiser quelques millions d’euros sur de nombreux projets, des économies favorisées par des coûts d’investissement réduits par rapport à des câbles conventionnels en cuivre ou aluminium. Même si des facteurs tels que localisation et complexité peuvent influer sur les coûts associés aux projets, la technologie HTS permet de surmonter les difficultés liées aux droits de passage, assurant une transmission efficace de la haute tension à des niveaux de moyenne tension. En raison de la raréfaction croissante et de l'augmentation des coûts des matières premières telles que le cuivre et l'aluminium, la viabilité économique de la technologie supraconductrice est appelée à s'améliorer.
Des millions d’euros sont investis chaque année par les acteurs de la technologie supraconductrice, y compris les conducteurs avancés tels que les fils HTS, en vue d’augmenter les capacités industrielles et améliorer leur compétitivité en optimisant les coûts des composants.
#3. Partenariat industriel pour favoriser l'innovation et proposer des technologies plus avancées
La conférence a mis en évidence l'importance des collaborations internationales pour accélérer l'innovation dans le secteur ferroviaire et au-delà. De nombreux projets et initiatives visent à développer les technologies supraconductrices. Ces projets ne se limitent pas à l'industrie ferroviaire et profiteraient à d'autres secteurs, parmi lesquels:
Le rail contribue à la mobilité durable en offrant des avantages environnementaux, répondant aux enjeux de développement durable, de transport de masse et de fret. Le fret ferroviaire, alternative écologique, peut remplacer plus de 100 camions par un seul train, réduisant ainsi les émissions de carbone et aidant à lutter contre le changement climatique. La mise en place d'un secteur ferroviaire durable nécessite la prise en compte de ces facteurs environnementaux, sociaux et économiques.
La supraconductivité joue un rôle clé dans l'amélioration des applications industrielles et présente un potentiel significatif pour la transformation des réseaux ferroviaires. Grâce à l’intégration de câbles supraconducteurs et de limiteurs de courant de défaut, l’industrie ferroviaire pourrait améliorer son efficacité, augmenter sa capacité et renforcer sa durabilité. Ces avancées contribuent aux objectifs mondiaux de décarbonation et facilitent la transition énergétique.
En outre, la supraconductivité à haute température présente des avantages économiques non négligeables. Ces technologies ont en effet permis d’économiser quelques millions d’euros sur de nombreux projets, des économies favorisées par des coûts d’investissement réduits par rapport à des câbles conventionnels en cuivre ou aluminium. Même si des facteurs tels que localisation et complexité peuvent influer sur les coûts associés aux projets, la technologie HTS permet de surmonter les difficultés liées aux droits de passage, assurant une transmission efficace de la haute tension à des niveaux de moyenne tension. En raison de la raréfaction croissante et de l'augmentation des coûts des matières premières telles que le cuivre et l'aluminium, la viabilité économique de la technologie supraconductrice est appelée à s'améliorer.
Des millions d’euros sont investis chaque année par les acteurs de la technologie supraconductrice, y compris les conducteurs avancés tels que les fils HTS, en vue d’augmenter les capacités industrielles et améliorer leur compétitivité en optimisant les coûts des composants.
#3. Partenariat industriel pour favoriser l'innovation et proposer des technologies plus avancées
La conférence a mis en évidence l'importance des collaborations internationales pour accélérer l'innovation dans le secteur ferroviaire et au-delà. De nombreux projets et initiatives visent à développer les technologies supraconductrices. Ces projets ne se limitent pas à l'industrie ferroviaire et profiteraient à d'autres secteurs, parmi lesquels:
- L'éolien en mer : la technologie HTS (Supraconductivité à Haute Température) transforme les projets de parcs éoliens offshore. Le consortium SupraMarine (RTE, ITP, Nexans et un leader mondial des systèmes de refroidissement Cryogéniques) développe un câble d'export supraconducteur HT AC de 100 km qui devrait permettre de réduire les coûts associés au projet, l’objectif annoncé étant une réduction d’environ 1 milliard d'euros pour un projet éolien offshore de 2 GW.
- SuperNode ltd, en Irlande, développe une solution en courant continu haute tension supraconductrice permettant d’améliorer l’efficacité de l’industrie en augmentant les capacités de transmission d’énergie à des niveaux que les câbles conventionnels ne peuvent atteindre.
- Aérospatiale : Airbus a fait part de sa feuille de route pour un vol sans émissions, dans laquelle les câbles supraconducteurs jouent un rôle essentiel. S'appuyant sur le projet ASCEND, l'initiative CRYOPROP vise à poursuivre le développement des technologies supraconductrices pour favoriser une aviation plus propre.
- Industrie : d'éminents universitaires ont présenté leurs recherches visant à faire progresser la supraconductivité dans l'industrie et ont confirmé le potentiel de cette technologie, notamment dans le domaine du transport et de la distribution d'électricité.
Les applications potentielles de la technologie supraconductrice présentent des opportunités significatives dans divers domaines. L'industrie des fils supraconducteurs investit massivement pour répondre à la demande croissante de câbles supraconducteurs. De nouvelles capacités de production visent à réduire les coûts des fils par un facteur de quatre en utilisant des processus industriels avancés.
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