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Le secteur ferroviaire > Le transport de fret


Le transport de fret répond aux mêmes exigences que le transport de voyageurs en matière de respect de l’environnement, d’économies d’énergie et de besoins de l’usager (ici le chargeur). Il fait cependant face à une contrainte supplémentaire qui est le manque de capacité sur le réseau. En effet, voyageurs et marchandises partagent les mêmes voies, et l’évolution du réseau étant particulièrement lente, il est aujourd’hui difficile pour le fret de circuler sur le réseau existant. Il s’agit donc d’optimiser la capacité disponible du fret, et l’ensemble des innovations technologiques dans ce secteur devront aller dans le sens de cette optimisation.

Cette optimisation peut concerner l’usage de l’intermodalité ou celui de l’infrastructure ferroviaire (train, réseau ferré).



Optimisation de l’intermodalité


Le Grenelle de l’environnement, qui a fixé pour objectif que la part modale du fret non routier et non aérien atteigne 25 % d’ici à 2012, soutient le développement des différentes techniques de transport multimodal existantes (rail-route, fleuve-route et cabotage maritime) dans le but de réduire l’impact environnemental des transports de fret. En effet, les flux de marchandises sont responsables, en France, de plus de 40 % des émissions de CO2 du secteur des transports et de plus de 10 % des émissions françaises totales, ce qui explique l’impact non négligeable que peut avoir le recours aux modes de transport les moins émetteurs en CO2.

Il existe deux types de transport intermodal ferroviaire : le transport combiné railroute (ou rail-mer) qui utilise des caisses (ou conteneurs) et l’autoroute ferroviaire qui transporte des remorques routières (ou semi-remorques). Des progrès importants devraient intervenir au niveau des terminaux et des wagons transportant des remorques routières en utilisant au mieux les gabarits disponibles et en abaissant les planchers pour accepter la majeure partie des remorques en circulation. Malgré ces progrès, cette technique ne transportera qu’un volume faible par rapport au transport conteneurisé. Ce dernier croît fortement, notamment du fait de son augmentation par voie maritime (avec des porte-conteneurs géants atteignant déjà 18 000 EVP (équivalent vingt pieds, mesure de capacité du conteneur) et opérant plusieurs milliers de conteneurs à chaque escale dans les rares ports européens touchés). Ainsi, c’est bien au niveau des liaisons portuaires qu’aura lieu le plus fort développement du transport intermodal ferroviaire, avec notamment la création de ports secs intérieurs (hubs de distribution ferroviaire en liaison avec le port maritime, reliés par des trains les plus longs possibles).

Pour faire face à ces nouveaux défis, les techniques de transport intermodal ferroviaire devront se développer au niveau de la collecte/distribution et au niveau des interfaces (chargement et déchargement du train), respectivement via la mise en place d’un système intelligent de gestion des tournées (mise en relation des industriels pour éviter le transport de caisses vides) et par la création d’un système de portique automatisé permettant de décharger et charger les camions (ou trains) grâce à des dispositifs de détection et de guidage laser. Ces derniers permettraient de diviser le temps de chargement/déchargement par 2 ou 3 dans l’hypothèse de mise à disposition d’un parc de remorques pré-positionnées et banalisées entre les divers transporteurs assurant les tournées de collecte/distribution.

Optimisation de l’infrastructure ferroviaire


Outre les phases de collecte/distribution et de chargement/déchargement (interfaces), c’est la phase de transport qui peut être optimisée (reconstituant ainsi l’ensemble de la supply chain). On peut concevoir cette optimisation en deux temps.

La première optimisation consiste à mieux utiliser le créneau de temps disponible pour le passage d’un train de fret (intervalle de 10 mn1). Cette optimisation du temps disponible est rendue possible par le développement de deux technologies : l’attelage automatique à tampon central et le frein électronique.

=> L’attelage automatique à tampon central
L’attelage automatique de type choc et traction permet de réduire les problèmes liés aux efforts longitudinaux de compression associés aux attelages de type UIC (Union internationale des chemins de fer), équipant la majeure partie du parc actuel de wagons (un train de plus de 750 m se comprime de telle manière au freinage que cela peut entraîner le déraillement de certains wagons ; et à la détente, le recul du train peut conduire à obstruer un aiguillage en aval). Il permettra de connecter de manière automatique une ligne électrique (pour le frein électronique notamment) et la conduite d’air. Son utilisation permettra également de robotiser les gares de triage et d’en augmenter l’efficacité par sa capacité de couplage et de découplage automatique. Les wagons pourraient être détachés par des robots au passage de la butte (relief permettant de décrocher les wagons). Chaque wagon pourrait alors être équipé d’un tag RFID et trié suite à la lecture de ce tag (le raccordement après triage se fait ensuite sans aucune aide extérieure). Une telle gare de triage permettrait également de faciliter la manipulation des wagons isolés et de relancer le développement de ce service actuellement en voie de réduction drastique.

=> Le frein électronique
À l’inverse du frein pneumatique actuel dont l’action est liée à la vitesse de décompression/recompression de la conduite d’air, le frein électronique qui est un frein pneumatique à commande électronique permet de serrer et de relâcher les freins instantanément pour l’ensemble des wagons, annihilant ainsi les efforts longitudinaux de compression des attelages de wagons, diminuant la distance de freinage de l’ensemble du train et augmentant sa sécurité. L’idée est de faire en sorte qu’un train de fret soit aussi maniable qu’un train de voyageurs, qu’il puisse accélérer ou freiner fréquemment lors d’un trajet, pour ajuster sa vitesse en fonction du trafic. En pilotant plus efficacement la vitesse du train de fret, on peut espérer faire passer au moins deux trains dans ce créneau de 10 minutes. Ce système de frein permet donc de gagner de la capacité sur le réseau. On peut également espérer que ce système autorisera le train de fret à rouler plus régulièrement donc plus vite. On notera que ce système de freinage a également un impact positif important sur le bruit, sur la sécurité et sur les coûts de maintenance.

Cependant, le développement d’un tel frein nécessite d’avoir une très bonne connaissance de la tension en temps réel dans des attelages de wagons, ce qui reste très difficile à l’heure actuelle. Par ailleurs, d’un point de vue économique, ces techniques ne produisent leurs effets que si une large partie des flottes est équipée. Dans ces conditions et en s’appuyant sur des estimations de prix de grandes séries, pour les équipements le retour sur investissement serait très rapide (moins de trois ans après équipement d’une part importante de la flotte de wagons ou d’une partie captive) en tenant compte des divers avantages générés : gain de capacité du réseau, amélioration de la vitesse de rotation des wagons, élargissement de la part de marché du fret par amélioration de la qualité de service, économie de coûts de maintenance et réduction du bruit.

La seconde optimisation est une optimisation d’espace : il s’agit de mieux utiliser l’espace disponible sur le créneau d’un train de fret. Cela deviendrait possible par une meilleure gestion du gabarit (à défaut de l’augmenter : le gain de gabarit obtenu par la mise en place de voies sur dalle, plus basses que les voies sur ballast, reste faible et coûteux), et par l’utilisation de trains longs. Ces trains de 1 500 m de long seraient composés de deux trains classiques couplés de 750 m, dont la locomotive du second train serait télécommandée par la première.

=> Mesure en temps réel du gabarit
Avec les progrès de la métrologie et le développement de l’électronique embarquée (frein électronique notamment), il devrait être possible de mettre en en place des trains en France qui seraient capable d’évaluer en temps réel leur charge (ainsi que sa répartition), leur taille, ou encore leur état d’usure (mesure de l’élasticité des ressorts des bogies de wagons, mesures de température sur les boîtes d’essieux, mesure de l’usure des roues, mesure de la fatigue des essieux avant rupture : tout ceci ouvre la voie à une maintenance prédictive). En utilisant également des systèmes de mesures rapides et précises du gabarit disponible (de type lasers rotatifs), des systèmes installés sur des trains à grande vitesse permettant la détermination des obstacles (tunnel ou autre) et la détermination précise de l’emplacement des rails (sur la base de la machine MERMEC présente en Italie), il serait possible d’optimiser l’espace de chargement des trains de fret, d’où un gain de capacité sur le réseau ferré.

=> La télécommande radio-sécuritaire de la seconde locomotive
Une autre façon d’optimiser la capacité disponible sur le réseau est de développer les trains longs. En effet, la mise en service de trains longs résultant du couplage de deux trains classiques permet de doubler la capacité de transport en ne consommant en moyenne que 20 % en plus d’espace sur le réseau. La conduite d’un tel train peut se faire avec un seul agent dès lors que la télécommande de la deuxième locomotive par radio est sécurisée ce qui paraît possible avec les technologies actuelles à des coûts compétitifs.

Ces trains longs ne sembleraient pas souffrir pas de problèmes majeurs liés aux infrastructures (pentes, courbure de la voie) mais nécessiteraient obligatoirement l’utilisation d’un attelage automatique à tampon central et d’un système de frein électronique afin d’assurer un meilleur pilotage.