Bonjour. Je m’appelle Bernard DESMET et je suis professeur à l’ENSIANE, école d’ingénieur à l’Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis.

Mon exposé concerne le transport ferroviaire en relation avec le développement durable que j’aborderai en trois points. Dans un premier temps, je repréciserai quelque peu le contexte ferroviaire français. Ensuite, je donnerai quelques indications concernant les aspects de développement durable et je terminerai par une présentation rapide de quelques solutions, quelques voies d’amélioration encore possibles dans le domaine ferroviaire.

Pour préciser le contexte ferroviaire français, le secteur ferroviaire doit s’entendre aussi bien train que métro et tramway. Le train circule sur environ 32 000 km de voie au niveau national dont 15 000 km sont des lignes électrifiées, avec principalement deux types d’alimentations, du 1 500 V courant continu sur 6 000 km et du 25 000 V/50 Hz sur 9 000 km. Ces lignes électrifiées assurent 85 à 90% du trafic.

Bien sûr, en dehors des lignes électrifiées, c’est la traction diesel qui prend le relais, mais qui représente une assez faible proportion de trafic. 

Le métro, lui, circule sur environ 370 km, majoritairement en région parisienne, mais aussi dans des villes comme Lille, Lyon, Marseille, Rennes, Toulouse.

Le tramway représente environ 650 km de ligne. 

Il faut bien voir que la consommation du trafic ferroviaire tracté représente 8,2 TWh, TWh c’est-à-dire 1012 Wh, ce qui le place au troisième rang des consommateurs nationaux, et représente un coût de l’ordre de 500 millions d’euros en termes de coût énergétique. 

Quelques données concernant le trafic assuré. La mobilité des personnes à longue distance se répartit bien sûr entre voitures, trains et avions avec, pour les motifs personnels environ 72 % pour le transport routier, 15 % grosso modo pour le transport ferroviaire et 9 % pour le transport aérien. 

Pour les transports, en ce qui concerne la mobilité professionnelle, les proportions sont légèrement différentes, avec un peu moins pour la voiture, de l’ordre de 46 %, 35 % environ pour le train et de l’ordre de 12 % pour le transport aérien.

Quelques données statistiques sur les quantités transportées : ici, on a un certain nombre de chiffres qui représentent en milliards de voyageurs/km les parts respectivement pour train, métro, tramway en ce qui concerne la région Ile-de-France, et les parts pour la province entre TER et métro.

Pour le transport de marchandises, le transport ferroviaire représente environ 32 milliards de tonnes/km à comparer aux 288 milliards relatifs au transport routier. Donc, on voit que le transport ferroviaire représente encore une part assez modeste du transport en termes de marchandises.

Maintenant sur les aspects du développement durable, l’intérêt majeur des transports ferroviaires, c’est leurs faibles émissions de CO2. Globalement, le secteur de transport représente 36 % des émissions de CO2 totales et le transport ferroviaire consomme environ 2,8 % pour le transport des passagers, à comparer donc aux 10 % des passagers véhiculés. On voit donc que la consommation spécifique finalement, les émissions spécifiques sont relativement peu importantes. Rappelons qu’une tonne de CO2, cela représente environ 1,5 année du chauffage d’un logement de l’ordre de 60 m² et 4 000 km parcourus en voiture.

Les figures qui sont ici représentent les émissions en grammes de CO2 par passager et km de différents modes de transport, les deux premières barres correspondant au transport ferroviaire, à comparer aux autres modes de transport qui correspondent aux barres inférieures. Il est clair que le transport ferroviaire émet  des émissions qui sont beaucoup plus faibles que les autres modes de transport considérés. 

Bien sûr, le développement durable est devenu une condition primordiale dans la stratégie des opérateurs du ferroviaire, ce qui les a amenés à définir des priorités dans leur stratégie, assurer d’une part, en ce qui concerne SNCF réseau, assurer un réseau sûr et de qualité, assurer un accès équilibré aux différents territoires, avoir un ancrage territorial et aussi assurer l’accessibilité aux personnes à mobilité réduite. 

Bien sûr, tout ceci doit se faire dans le respect des contraintes environnementales, maîtriser et réduire le bruit des transports ferroviaires, avoir un impact hydrologique le plus faible possible et veiller au respect de la diversité des écosystèmes. 

Quelques exemples maintenant de solutions qui permettent encore d’améliorer les performances du transport ferroviaire en termes de consommation énergétique et d’impact environnemental. 

Une première solution maintenant utilisée depuis de nombreuses années, c’est la récupération de l’énergie de freinage. En fait, le freinage, notamment lorsqu’il s’agit d’un freinage d’urgence, va complètement transformer l’énergie cinétique du véhicule en chaleur incorporée, par exemple aux disques de frein, et dans le cas du TGV avec des disques de frein qui ont une masse de l’ordre de 80 kg et avec quatre disques par essieu. Ces disques vont passer de la température ambiante à une température de l’ordre supérieur à 400° C sur une durée de l’ordre de 90 secondes, ce qui est très court et implique des pointes de puissance qui sont extrêmement importantes, de l’ordre de 300 kW par disque. 

Il est clair que dans ces conditions, la récupération est très difficile et pour pouvoir récupérer efficacement l’énergie, il faudra avoir un style de conduite adapté, c’est-à-dire avoir une conduite suffisamment souple pour limiter les pointes de puissance. 

Le principe est le suivant : l’énergie cinétique va être utilisée pour entraîner les machines électriques qui sont incorporées aux véhicules ferroviaires et cette énergie électrique va permettre, soit l’alimentation directe au réseau pour entraîner les autres véhicules en circulation, ou va permettre de stocker cette énergie, soit dans des batteries, soit dans des super-condensateurs, solution qui est plus récente et utilisable, en particulier pour la recharge rapide des tramways aux différents arrêts.

Autre solution aussi qui est largement développée, qui se développe beaucoup actuellement, c’est l’alimentation par chaîne de traction bi-mode, soit utiliser directement l’énergie électrique fournie par la caténaire, utiliser cette énergie dans les moteurs électriques pour entraîner directement la roue, ou alors faire l’alimentation électrique par le biais d’un moteur diesel qui va entraîner une génératrice et donc on pourra aussi entraîner le reste de la chaîne de traction par cette énergie électrique produite à l’intérieur du véhicule. 

L’avantage de la solution, c’est quoi ? C’est d’assurer une continuité de circulation des véhicules ferroviaires sur ligne électrifiée ou non, d’utiliser la meilleure source d’énergie en fonction des conditions du trafic et d’assurer un certain lissage de la consommation électrique, en particulier lorsque les lignes sont surchargées.

Autre cas d’application, c’est tout ce qui concerne le chauffage et la climatisation des véhicules. Là, c’est essentiellement en jouant sur la régulation du système de chauffage qu’on pourra réaliser des économies d’énergie relativement importantes, soit en adaptant le débit d’air neuf qu’il est nécessaire d’introduire à l’intérieur du véhicule pour assurer une bonne qualité d’air, donc réguler cette quantité d’air en fonction du temps d’occupation du véhicule ou en utilisant des procédés régénératifs, c’est-à-dire par exemple réchauffer l’air neuf froid incorporé en période hiver par l’air extrait qui aura été préalablement réchauffé à l’intérieur du véhicule en utilisant un échangeur de chaleur. Des estimations ont montré que des économies d’énergie de l’ordre de 8 à 9 % peuvent être atteintes, disons par ce type d’amélioration.

En conclusion, ce que l’on peut dire, c’est que le transport ferroviaire présente l’inconvénient d’une pollution sonore qui est relativement importante et qu’il faut bien sûr réduire. En contrepartie, ce type de transport est très économe du point de vue énergétique, avec des consommations énergétiques de l’ordre de deux à trois fois moindres que le transport routier, et bien sûr en conséquence de ces faibles consommations énergétiques, ce sont des faibles émissions de gaz à effet de serre qui participent bien sûr au réchauffement climatique.

Après cet exposé, je vous remercie de votre attention.