Le premier chemin de fer interurbain à vapeur du monde, transportant à la fois des passagers et des marchandises, a été inauguré il y a près de 200 ans, reliant Manchester et Liverpool au Royaume-Uni.Depuis, le secteur ferroviaire a connu des tonnes d’innovations technologiques qui lui ont permis de devenir ce qu’il est aujourd’hui, comme la signalisation automatique, les chemins de fer électrifiés, les demi-barrières automatiques et les systèmes d’avertissement. De nos jours, le train est l’une des options de transport les plus populaires et est généralement le moyen le plus efficace pour voyager d’une ville à l’autre. En 2020, les passagers ont parcouru environ 378 milliards de kilomètres sur les chemins de fer européens.
Pourquoi l’industrie ferroviaire doit-elle donc faire preuve d’innovation ?
Malgré sa popularité, le secteur ferroviaire n’est pas encore parfait et peut être amélioré de diverses manières. L’une des plus grandes priorités des ingénieurs et des concepteurs du secteur ferroviaire est la vitesse, qui peut toujours être améliorée grâce à la mise au point de technologies plus performantes. Cela est particulièrement important lorsque la demande de transport de passagers est élevée, car les trains peuvent être plus efficaces pour transporter un plus grand nombre de personnes. Les trains à grande vitesse peuvent également concurrencer directement les transports aériens, ce qui permet de réduire les niveaux d’émissions.
L’UE a pour mission d’atteindre la neutralité carbone d’ici à 2050, et le secteur ferroviaire a un rôle à jouer pour l’aider à atteindre cet objectif. Certaines technologies favorisent l’utilisation de chemins de fer électrifiés, ce qui réduirait considérablement les émissions produites par les trains conventionnels. La sécurité est un autre aspect qui s’améliore avec l’amélioration de la technologie, car le risque d’erreur humaine peut être remplacé par l’adoption de processus automatiques. Au fil des ans, nous avons vu de nombreuses innovations visant à résoudre ces problèmes ; certaines ont été couronnées de succès, d’autres non. Découvrez ci-dessous les 6 meilleures innovations technologiques ferroviaires récentes.
Innovations ferroviaires
Train à grande vitesse
Le train à grande vitesse est le moyen le plus rapide de voyager entre les grandes villes. Certains trains à grande vitesse, comme le Shinkansen au Japon et le TGV en France, peuvent atteindre une vitesse de 320 kilomètres par heure. Ces trains contribuent à répondre à la demande croissante de déplacements plus rapides d’un point A à un point B et autour des zones urbaines, en réduisant les encombrements et en améliorant la mobilité. Grâce à leur vitesse, ces trains concurrencent l’avion, tout en étant environ huit fois plus économes en énergie, selon l’Union internationale des chemins de fer (UIC).
Les trains à grande vitesse ne sont actuellement en service que dans 16 pays du monde. La plupart des pays disposent de voies et d’itinéraires réservés aux trains à grande vitesse, mais ces derniers peuvent également circuler sur des voies conventionnelles à des vitesses réduites. Des pantographes montés sur le toit et des lignes électriques produisent l’énergie nécessaire pour faire avancer les trains, qui sont souvent équipés de deux moteurs synchronisés de chaque côté.
Maglev, abréviation de lévitation magnétique, désigne la technologie qui permet aux trains de léviter à environ 10 cm au-dessus du sol. Contrairement à la technologie ferroviaire traditionnelle, les trains maglev n’ont pas de roues et utilisent des forces électromagnétiques pour soulever le train au-dessus des voies. Les aimants utilisés pour les trains maglev sont supraconducteurs, ce qui signifie que lorsqu’ils sont refroidis à -267,8°C, ils sont capables de générer des champs magnétiques dix fois plus puissants que les électroaimants ordinaires, ce qui leur permet de soulever et de faire avancer le train. Cela élimine tout frottement de contact, ce qui permet aux trains de se déplacer à des vitesses incroyables. La vitesse la plus élevée jamais atteinte par un train maglev est de 603 km/h.
Mais ce ne sont pas seulement les vitesses élevées qui rendent les trains maglev si attrayants. L’utilisation de systèmes de propulsion électroniques réduit l’utilisation de combustibles fossiles pour l’alimentation et limite les émissions. En l’absence de frottement sur les voies, les trains maglev ont généralement besoin de moins d’énergie pour maintenir leur vitesse, et le système de freinage régénératif réutilise l’énergie qui serait perdue dans les trains conventionnels. Le fait que les trains n’aient aucun contact physique avec le chemin de fer signifie également qu’il y a moins de travaux d’entretien à effectuer sur la voie et les trains, car le risque d’usure des composants est considérablement réduit.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les trains maglev, lisez tout ce qu’il faut savoir à leur sujet dans notre article.
Hyperloop : L’avenir de la technologie ferroviaire ?
Le concept de la technologie Hyperloop a été introduit pour la première fois au 18e siècle par l’inventeur britannique George Medhurst. Depuis, des ingénieurs et des chercheurs explorent des concepts similaires depuis des années, et le milliardaire Elon Musk s’en est emparé en 2013, en reprenant l’idée à son compte pour son projet Hyperloop Alpha. En 2021, le marché mondial de l’Hyperloop valait 1,2 milliard de dollars et devrait atteindre 6,6 milliards de dollars d’ici 2026, à un taux de croissance annuel composé de 40,4 % au cours de ces cinq années. Cependant, il faudra encore au moins 7 à 8 ans avant que la technologie ferroviaire Hyperloop ne soit prête.
Qu’est-ce que la technologie Hyperloop ?
Hyperloop permet un transport à grande vitesse en utilisant des tubes à basse pression pour transporter des capsules. Les capsules se déplacent dans un vide qui élimine presque toute résistance à l’air, ce qui permet d’atteindre des vitesses incroyablement élevées, jusqu’à 1 100 km/h. Les capsules seront transportées à l’aide de la technologie de lévitation magnétique susmentionnée, ce qui signifie que même si les passagers voyagent à grande vitesse, ils devraient pouvoir profiter d’un voyage confortable et silencieux. En outre, avec des opérations entièrement électriques et économes en énergie, Hyperloop est un moyen de transport durable, qui pourrait jouer un rôle clé dans les objectifs de l’Europe de devenir climatiquement neutre d’ici 2050.
Actuellement, de nombreuses entreprises testent et développent activement la technologie Hyperloop. Cependant, il faudra encore au moins 7 à 8 ans avant que la technologie ferroviaire Hyperloop ne soit prête. Le seul site d’essai Hyperloop en Europe se trouve à Munich, en Allemagne, et s’appelle TUM Hyperloop. Il semble qu’il faille attendre longtemps avant de voir cette technologie futuriste en action, mais lorsqu’elle commencera à transporter des passagers, elle pourrait bien devenir la nouvelle norme.
Autres innovations en matière de technologie ferroviaire
Pilotage automatique des trains (ATO)
Les systèmes ATO (Automatic Train Operator) font référence à la technologie qui permet aux trains de fonctionner avec peu ou pas d’intervention humaine. Ces systèmes utilisent une combinaison de capteurs, d’ordinateurs et de plateformes de communication pour contrôler la vitesse, l’accélération et le freinage des trains. Les ATO contribuent à rendre le réseau ferroviaire plus sûr en réduisant le risque d’erreur humaine. En effet, grâce à un contrôle précis de la vitesse des trains, ils peuvent maintenir des distances de sécurité avec les autres trains et éviter les collisions. Ils sont également plus efficaces sur le plan énergétique, car ils peuvent optimiser la consommation d’énergie et réduire les déchets, tout en ayant la possibilité d’intégrer des systèmes de freinage régénératif.
AR et VR
La réalité augmentée (AR) et la réalité virtuelle (VR) peuvent être adoptées pour offrir des solutions de formation immersives et efficaces au personnel ferroviaire. Le résultat est un environnement réaliste qui permet aux conducteurs, aux chefs de train et aux agents de maintenance de vivre une situation réelle pendant leur temps libre. L’AR et la VR peuvent également être utilisées dans la conception et la planification de nouveaux réseaux, voies et infrastructures, ou de toute modification des réseaux existants, car les ingénieurs et planificateurs ferroviaires peuvent les utiliser pour mieux visualiser et évaluer les conceptions proposées. L’utilisation de modèles numériques pour présenter des idées permet aux parties prenantes ou aux investisseurs de se faire une idée plus précise de ce à quoi ressemblera le produit final.
Contrôle positif des trains (PTC)
Le PTC (Positive Train Control) est un système de sécurité avancé qui fonctionne selon les principes de l’automatisation. En surveillant les trains en temps réel à l’aide de la technologie GPS, les systèmes PTC sont conçus pour améliorer la sécurité en intervenant automatiquement si des conditions dangereuses susceptibles d’entraîner des collisions sont détectées. Toutes les informations étant collectées dans un centre de contrôle centralisé, les systèmes PTC peuvent surveiller et contrôler la vitesse des trains en fonction d’une série de facteurs tels que les conditions, les courbes de la voie, les pentes, etc. Si un train dépasse la vitesse autorisée, le système peut automatiquement freiner ou envoyer des avertissements sonores ou visuels au conducteur.
