Innovations ferroviaires
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L’innovation en matière ferroviaire est un sujet récurrent. Industrie typique du XIXème siècle, le chemin de fer a conservé ses racines technologiques depuis maintenant plus de 200 ans, en traversant coup sur coup la première et seconde révolution industrielle. L’énergie de la vapeur, qui utilisait comme combustible le charbon, a été remplacée depuis la seconde guerre mondiale par les énergies fossiles et électriques. Les rails pèsent maintenant 60 kilos du mètre et acceptent les charges de trains roulant à 360km/h en vitesse commerciale. Les traverses qui les supportent sont en béton. La caténaire survole une majorité du réseau et fournit une énergie propre et durable. La signalisation et la gestion du trafic font appel aux dernières nouveautés en informatique et en électronique. Par ailleurs, des recherches intenses ont été menées depuis les années 60 pour sortir le chemin de fer de son système guidé à deux rails : les monorails existent, mais sont restés cantonnées à de petits réseaux locaux. Plus technologique, la sustentation magnétique reste encore de nos jours embryonnaire avec des tests en série, et une seule application « en réel ». 

A l’aube d’une possible troisième révolution industrielle, il n’est pas inutile de faire le point. L’innovation ferroviaire repose sur trois piliers :  
- l'innovation institutionnelle, ou comment faire du chemin de fer autrement et sur d'autres bases;
- l’innovation technologique propre à ses racines (bruit, énergie, confort, entretien, construction,…) 
- l’innovation digitale, qui est une nouveauté propre au XXIème siècle, et qui est considérée comme étant la nouvelle révolution industrielle. 

Aujourd'hui
Demain
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L'innovation institutionnelle
L'innovation institutionnelle est clairement une action de la Commission européenne. Pour permettre aux trains de passer plus facilement les frontières, la signalisation ETCS ne suffit pas. Encore faut-il que les réseaux acceptent sur leurs voies des opérateurs autres que l'opérateur national monopolistique. C'est ce qui a été graduellement rendu obligatoire depuis la première directive 91/440, amendée et totalement refondue par la suite. Quatre paquets législatifs ont dû être nécessaires pour : 
- permettre à des Etats ou régions de choisir l'opérateur ferroviaire de leur choix;
- permettre à de nouveaux entrants d'offrir des services ferroviaires;
- s'assurer qu'il n'y ait pas de discriminations de la part de l'opérateur historique face aux nouveaux entrants;
- tenter d'unifier un maximum de données techniques tant à l'infrastructure que sur les véhicules ferroviaires;
- tenter de faire baisser les prix d'exploitation ainsi que les prix d'achats des équipements aux industriels;
- tenter de créer, in fine, un grand marché ferroviaire européen sensé dynamiser le secteur.

Ces éléments de réformes ont déjà pu prouver en partie leur pertinence, alors que d'autres sont encore en phase de transistion. L'innovation institutionnelle a déjà clairement fait bouger les lignes, tant des exploitants que de l'industrie elle-même, qui s'est fortement restructurée. Ainsi, les compagnies publiques sont devenues juridiquement des entités plus modernes, parfois des SA. On assiste à des filialisations et des offensives de certaines entreprises pour gagner des offres de transport à l'étranger.
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L'innovation technologique
Le chemin de fer a certes joué un rôle important dans l’évolution des techniques industrielles dans les siècles passés : songeons qu’il a permis le passage des mines et des fonderies de l’âge de l’artisanat à l’âge industriel. Mais l’innovation technologique dont il est question ici est interne aux chemins de fer. Il s’agit d’innovations sur la technique même : le véhicule guidé par deux rails.  
 
La sécurité est probablement un trait caractéristique du chemin de fer. En provoquant de nombreux accidents et incidents par le passé, il a ainsi généré la création du block system, lui-même provenant du développement de la signalisation mécanique puis électrique qui amènera bien plus tard à un certain automatisme des réseaux. Mais les innovations ont aussi permis d'allonger les trains et d'apporter des améliorations aux wagons, qui ne sont pas seulement plus faciles à charger et à décharger, mais qui résistent mieux aux impacts. Les innovations ont également abouti à l'amélioration des bogies. Du côté de la voie, les innovations ont nettement amélioré les systèmes de détection en voie et la détection des rails cassés. Les systèmes de transbordement des conteneurs d'un moyen de transport à un autre a été facilitée grâce à de nouvelles technologies des wagons et à des grues à conteneurs, quand ce n’est pas de la technologie avec transbordement latéral. Les ateliers et les dépôts ont par ailleurs été des lieux de diffusion des techniques mécaniques et des méthodes d’organisation du travail au XXe siècle. Au fil des décennies, des améliorations constantes et le renouvellement des technologies ont gardé à flot un transport qui a doit se battre avec la concurrence d’autres méthodes de transport. Qu’en est-il de nos jours ? 
 
Nous roulons en toute sécurité jusqu’à 360km/h. La gestion du réseau se fait à distance, tant pour le trafic que pour la surveillance de la fourniture d’énergie. Reste qu’il y a encore des progrès à faire. 
 
Le bruit 
Il toucherait 12 millions de citoyens dans l’Union européenne pendant la journée et 9 millions pendant la nuit, selon la Commission européenne. Aux vitesses pratiquées habituellement à la traversée des zones urbanisées, le bruit ferroviaire est émis principalement à l’interface entre le matériel roulant et l’infrastructure, c’est le bruit de roulement. Bien entendu, la propagation du bruit est liée à la configuration de l’infrastructure au sein de son environnement (déblai, remblai,…) et le niveau de gêne est lié à la présence ou non de bâtiments d’habitation à proximité. 
 
Le bruit des trains est particulièrement sensible en ce qui concerne les wagons de marchandises. Pour éviter qu’ils soient trop coûteux, les bogies de ces wagons ne sont pas munis, comme pour les voitures voyageurs, de freins à disques. À court terme, la mesure prioritaire serait le remplacement des semelles de frein en fonte par des semelles de frein en matériau composite de type K ou LL. Au niveau de l’infrastructure, les modificateurs de frottement, les amortisseurs sur rails et les voies sur dalle permettent de réduire le bruit de façon rentable. Dans les environnements à forte densité de population et au niveau des sections ferroviaires très fréquentées, l’utilisation de barrières ou de protections antibruit est inévitable. 
 
La grande vitesse ferroviaire est aussi une source de bruit. Aux grandes vitesses (> 250 km/h), le bruit aérodynamique intervient de façon notable. Sur les rames françaises TGV Duplex, le freinage sur les tables de roulement des roues des motrices a pu être supprimé par installation des disques de frein sur les essieux moteurs. Le gain atteint 10 dB, ce qui est considérable. En se mettant à 25m de la voie, un TGV Duplex fait 83 dB (A) à 150km/h et 92 dB (A). 
 
Eviter l’enchevêtrement 
Certains véhicules ferroviaires, comme les automotrices, disposent de tampons « anti-chevalement », pouvant diminuer un grave problème constaté lors des déraillements : la 2ème voiture et suivantes ont tendance à « passer par-dessus » la première qui a déraillé, l’écrasant complètement. Dans la même veine, les rames articulées de type TGV français ou Talgo espagnol permettent de maintenir la rame « en bloc », évitant en cas de déraillement d’envoyer des voitures s’éparpiller et s’écraser n’importe où.  
 
La consommation d’énergie 
Le chemin de fer moderne est souvent le premier consommateur national d’électricité. En Belgique, entre 1990 et 2014, la part des trains de voyageurs remorqués est passée de 89 % à 97 %. La SNCF, de son côté, rappelle que l’énergie nécessaire pour faire avancer les trains représente 80% de l’énergie totale consommée. Les 20% restants sont consacrés aux bâtiments, principalement les gares. Comme l’entreprise n’est pas en mesure à ce jour d’évaluer précisément cette consommation, elle compte y remédier en installant d’ici à 2020 des compteurs à l’intérieur des motrices. La collecte des informations doit permettre à la fois d’optimiser les consommations et de promouvoir les bonnes pratiques observées chez les conducteurs de train expérimentés. 
 
Réduire le poids 
Le TGV français à deux niveaux à explorer l’utilisation des matériaux. Ainsi, tous les éléments constitutifs de la rame Duplex ont été allégés d'une façon importante tout en améliorant la sécurité et le confort, notamment grâce à l'allégement des sièges avec une masse de l'ordre de 14kg/place alors qu'elle est de 26 kg/place sur un TGV classique, et par utilisation de peintures et d'enduits à faible densité. Des méthodes identiques ont été utilisées sur d’autres véhicules ferroviaires, comme les automotrices, améliorant les performances en accélération et…réduisant le bruit. 
 
Transborder plus rapidement 
Les conteneurs maritimes et les caisses mobiles terrestres existent depuis les années 50. Leur manutention a toujours été un sujet d’innovation et de réduction des coûts. Aux côtés du simple reach-stacker et des portiques classiques, coexistent différentes formules de transbordement transversal, comme le système de Kockum Industrier, le système Modalhor ou, en plus sophistiqué, le système Cargo Beamer allemand, pas encore actif à ce jour.

Une nouvelle signalisation 
La détection des trains sur une voie ferrée est indispensable pour une l'exploitation ferroviaire en toute sécurité. L'histoire technique du rail fût essentiellement nationale, de sorte que chaque réseau est incompatible avec le voisin. Pour éviter d'empiler à bord des locomotives de coûteux systèmes nationaux, une unification est tentée au travers du concept ERTMS/ETCS déjà mis en oeuvre sur quelques lignes à grande vitesse. Ce concept est sensé augmenté la sécurité des trains et permettre à une locomotive de passer les frontières technique.

Ces quelques exemples d'innovation technique ont permis aux chemins de fer de garder le cap de la modernité. Mais ils ne suffisent pas à agrandir le marché du rail, car des innovations externes sont nécessaires pour compléter les innovations techniques internes. 

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L'innovation digitale
Elle ne fût pas prise tout de suite au sérieux : l'innovation digitale a tardé à pénétrer l'univers ferroviaire. Pourtant, le secteur digitale n'est pas qu'une mode technologique ni un environnement de gadgets inutiles : on pense trop que l'innovation sert à résoudre un problème. On pense moins que l'innovation digitale va changer la vie. Or cette innovation est déjà en marche puisqu'il s'agit clairement d'une nouvelle façon de vivre et de consommer, ce qui change tous les paramètres, notamment ceux du voyage, qui concernent au premier chef le chemin de fer. 

De nombreux experts expliquent qu’il devient crucial de réaliser un lien plus étroit entre les stratégies d’offres technologiques et les réponses qu’elles ont reçues dans la société, ce qui suppose une étude en profondeur des transformations économiques et socioculturelles. Pour être plus clair : il va falloir réinvestir dans une offre de mobilité à bons prix et facile d’accès, les beaux trains pris isolément ne suffisent plus à attirer de nouveaux clients, comme l’a montré l'affaiblissement progressif du potentiel de la grande vitesse. Le smartphone interconnecté, avec ses informations en temps réels et ses capacités de détecter les meilleures offres en un seul clic sont une menace pour qui ne prend le train digital en marche...

Le transport de voyageurs a été le premier à bénéficier des avancées technologiques et à connaître une révolution digitale afin d’améliorer les services aux clients tout en simplifiant le métier des agents. Des nouveaux entrants sont venus bousculer les métiers traditionnels : les taxis avec Uber, le covoiturage et les sites de reventes de billets.  Toutes ces nouvelles sociétés de service n'ont été possible que qu'avec l'instauration de plateformes immatérielles, où des milliards de données se croisent pour fournir en temps réels des offres de déplacement, souvent moins chères et répondant mieux aux attentes d'une clientèle qui n'est plus prête à payer n'importe quel prix. A noter que révolution digitale n'est pas spécialement synonyme de pratiques low-cost. Mais la révolution digitaleest aussi ailleurs.

A l’horizon 2020, entre 50 et 80 milliards d’objets seront connectés et 40% des données échangées le seront entre machines sans intervention humaine. Les enjeux autour des applications et des transformations induites par l’Internet des Objets prennent de plus en plus d’importance pour l’ensemble des secteurs économiques, et plus particulièrement dans le secteur du transport et de la logistique. les objets connectés permettront à beaucoup d’entreprises, notamment industrielles, de franchir le seuil des prestations de service en complément des offres techniques pour, entre autres, assurer le suivi des usages, la maintenance préventive, l’organisation des interventions et la fourniture d’informations sur les consommations d’énergie. A titre d'exemple, la digitalisation de l’activité de fret, qui se concrétise par une traçabilité de l’infrastructure de transport et de sa cargaison, bénéficie à l’ensemble des acteurs impliqués dans la chaîne de valeur. Les opérateurs de fret sont ainsi capables d’améliorer l’alignement de l’offre de transport en proportion des besoins réels mais aussi de suivre en temps réel certains indicateurs clés (température, chocs, poids) afin d’avoir une meilleure visibilité sur les conditions de chaque wagon. 

L'innovation digitale permet de proposer des offres de service sur mesure. Ces dernières années, nous avons assisté à une évolution de l’environnement industriel qui s’est considérablement modifié et complexifié par la réduction du cycle de vie des produits associée au développement de gammes de produits plus importantes et la personnalisation des produits, afin de répondre aux attentes des clients qui ne désirent plus attendre. La relation client est devenue une priorité revue et les enjeux RH sont de taille. L’entreprise doit à la fois former son personnel, mais aussi s’adapter aux innovations constantes des technologies. La plupart des sociétés ont commencé par la digitalisation du parcours client et le développement de nouveaux services. Les projets relatifs à la cross-canalité, à la mobilité, au marketing social ont été nombreux et ont marqué le leadership des directions marketing et commerciale dans la transformation digitale. La SNCF planche sur plusieurs projets dont la ligne directrice est l’augmentation du « pouvoir d’achat voyages » de ses clients avec la création du « voyage qui rapporte de l’argent » par la monétisation des biens inutilisés durant leur absence. Plusieurs alliances sont donc en cours d’examen chez le transporteur ferroviaire national ; elles pourraient concerner 10 % de la clientèle à l’horizon 2019. • Pour le secteur, la numérisation est une des dernières occasions de la décennie pour rester dans la course face aux autres modes de transport comme les lignes aériennes low-cost, les bus longue distance et les voitures/camions autonomes

La digitalisation appliquée secteur ferroviaire représente un enjeu d’importance dans l’amélioration de la gestion et de la maintenance du réseau. La maintenance prédictive numérisée déclenchée par des capteurs conduit à une augmentation significative de la disponibilité des trains. La digitalisation devient dès lors un moyen d’anticiper les pannes et donc les opérations de maintenance qui en découlent, ou par exemple de calculer la consommation des moteurs d'aiguillages pour déterminer leur taux d'usure. Cette innovation digitale est donc plus qu'une innovation, c'est une révolution...