Tous les réseaux ferroviaires du monde, publics ou privés, spécialisés ou non, jeunes ou anciens, travaillent sur les trains de l’après-pétrole.

C’est un des vrais sujets de demain qui se traduit pour la SNCF par des travaux dans différentes directions pour faire face à un choc énergétique multiforme : réduction des émissions, aspiration à réduire la consommation des transports, récupération active de l’énergie, biocarburants, épuisement des énergies fossiles…

Paris-Marseille : 9,6 kilo équivalent pétrole (Kep)/voyageur en TGV, 28,8 par la route et 32,2 par avion... Près de 50 fois moins de gaz à effet de serre émis par le train que par la voiture ou l’avion, par voyageur. La "bonne conduite" énergétique du rail n’est plus à démontrer. Cela ne dispense pas pour autant la SNCF d’améliorer ses performances en la matière. Aujourd’hui la SNCF réalise 90% de son trafic en traction électrique et 10% en traction thermique. La tendance est à l’électrification (500 km/an), mais sa généralisation n’est pas envisageable car trop lourde en coût d’infrastructures. Certaines dessertes, TER et Fret notamment, ne peuvent se passer de la motorisation thermique assurée par un parc de plus de 3 000 engins.

Conséquence de la dérégulation du marché, la facture électrique a augmenté de près de 40 % depuis deux ans. Même si l’énergie ne figure pas au premier rang des charges de production de la SNCF, c’est un réel poids économique.

Rester fidèle à l’image du rail non polluant

Avec le projet d’augmentation de la vitesse commerciale des TGV (projet "V360"), l’efficacité énergétique de la traction électrique est aussi un enjeu dont l’impact peut rejaillir positivement dans le bilan environnemental global des transports. "La course à la vitesse n’est pas une fin en soi, c’est une question concurrentielle", note Philippe Renard, directeur de l’Innovation et de la Recherche SNCF. Le surcoût énergétique d’un TGV à 360 km/h est à mettre en regard des perspectives de gains de part de marché du ferroviaire sur l’aérien, déjà démontrées, au-delà des prévisions des modèles, par le TGV Méditerranée. Si "V360" se profile comme un succès économique et entraîne une réduction du trafic aérien, le bilan environnemental global sera très positif pour la société.

Quant à la traction diesel, elle soulève des préoccupations à la fois économiques et environnementales. Le prix du pétrole flambe et l’appauvrissement des réserves et l’essor des pays émergents maintient cette tendance. Le carburant pèse de plus en plus lourd dans la facture du TER et du Fret. Qui plus est, la SNCF se doit de rester fidèle à l’image du rail non polluant. D’autant que son premier concurrent, le transport routier, réalise depuis une vingtaine d’années des progrès considérables sur ses motorisations. "Même si le fer consomme bien moins d’énergie que la route pour transporter une personne ou une tonne de marchandises, l’opinion attend que les diesels réduisent leurs émissions polluantes de la même façon que ceux des camions", constate Philippe Renard. "Si nous n’étions pas capables de répondre à ces exigences, cela pourrait freiner le développement du fret. Et, paradoxalement, amener plus de camions sur les routes au nom du respect de l’environnement !" Résoudre l’équation n’est pas simple. Les cycles d’utilisation des diesels de camions sont très différents de ceux des diesels ferroviaires, et l’optimisation obtenue sur les uns n’est pas immédiatement transposable aux autres. Produits en petites séries, les moteurs ferroviaires motivent peu les industriels à leur consacrer des programmes de R & D spécifiques. Ajoutons à cela leur durée de vie moyenne de 35 ans et on s’aperçoit que les progrès sur le matériel neuf pèsent peu en regard de l’âge du parc en service. Tirer bénéfice des progrès technologiques prend du temps. "Tous les acteurs du fer doivent y travailler ensemble, en faisant preuve d’imagination pour trouver les sources de financement nécessaires", insiste Philippe Renard.

Alors, quelles pistes de recherche ?

 L’expérience de projets récents (super-condensateurs ou autorail à gaz) se prolonge aujourd’hui dans d’autres programmes énergétiques (PLATHEE sur l’hybridation, OZONE sur les biocarburants, SPACT 80 sur la pile à combustible…) qui convergent sur les pistes de la diversification énergétique et de la protection de l’air. Leur synergie est fondamentale. Pour l’énergie électrique, l’optimisation industrielle de la chaîne de traction et de ses composants est en ligne de mire : récupération et stockage d’énergie, augmentation de rendement, conduite économique… Visant le terme de quelques décennies, la veille est active sur les technologies à venir, celles liées à l’hydrogène notamment.

Pour le diesel, deux directions sont explorées dans une vision à court et moyen terme. L’amélioration des performances environnementales, avec la réduction des émissions de gaz polluants et de particules et l’expérimentation de biocarburants. Seconde piste : l’hybridation, selon des principes de gestion de l’énergie à bord par des modes de régulation très complexes, analogues à ceux développés par l’industrie automobile. Batterie, super-condensateur, volant d’inertie… Les progrès des composants sont tels que l’intérêt économique est là.

"Le stockage et la gestion de l’énergie à bord pourraient permettre de dimensionner la puissance nécessaire sur la moyenne des besoins et non plus sur la pointe. Ce serait une avancée considérable", souligne Philippe Renard. "Pour que le chemin de fer puisse tenir la place économique et environnementale qu’on veut lui accorder dans les décennies à venir, la question de son efficacité énergétique s’impose à tous les acteurs du secteur. Il faut une recherche dans laquelle exploitants, industriels, universités et instituts de recherche s’impliquent ensemble. Et les constructeurs sont en première ligne pour réaliser les progrès mis en évidence."


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source: Rail & Recherche n°40 - juillet/août/septembre 2006