Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Le secteur ferroviaire
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.
Centre d’analyse stratégique - 287 - Août 2012
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