fr.wedoany.com Rapport : Dans le cadre du vaste renouvellement de la flotte ferroviaire voyageurs aux États-Unis, lors de la conférence APTA sur le rail, des experts d’Amtrak, Hitachi Rail et Arup ont convenu que l’électrification reste la solution idéale là où elle est réalisable, mais que les progrès des systèmes de batteries, de l’hybride et des technologies ferroviaires modernes offrent davantage d’options aux opérateurs confrontés à des flottes vieillissantes et à des réseaux partiellement électrifiés.
Dans les années à venir, Amtrak déploiera trois grandes flottes : les trains NextGen Acela, les nouvelles rames Airo et, à terme, une nouvelle flotte longue distance. Ces trois projets représentent ensemble l’un des plus importants investissements dans le matériel roulant ferroviaire de l’histoire d’Amtrak.
Chris Jagodinski, vice-président des opérations d’Amtrak, a souligné que la flotte originale Acela, lancée en 2000, a fondamentalement transformé les déplacements interurbains dans le corridor Nord-Est. Ces trains parcourent jusqu’à 900 miles par jour et cumulent jusqu’à 28 000 miles par mois. Ce cycle d’exploitation exigeant a conduit Amtrak à décider d’acheter une flotte de remplacement, en choisissant délibérément des technologies éprouvées plutôt que des conceptions expérimentales. Les nouveaux trains Acela augmentent le nombre de places de 304 à environ 360, tout en n’allongeant chaque rame que d’environ 20 pieds. Cette conception est cruciale pour le corridor Nord-Est, où l’espace est limité, car les quais, les installations de maintenance et l’immobilier urbain n’offrent quasiment aucune possibilité d’extension. Sur les 28 rames prévues, 15 ont déjà été livrées, et les tests et la mise en service se poursuivent.
La série Airo remplacera les voitures Amfleet datant de 1974 et 1975. La commande de base pour les Airo comprend 83 rames, configurées sur mesure en fonction des différents corridors du réseau national. Une caractéristique notable de ce plan de remplacement est l’architecture bimode de la nouvelle flotte. Amtrak, en collaboration avec Siemens, a transformé la plateforme ALC-42 en ALC-42E. Le véhicule de puissance auxiliaire (APV) situé derrière la locomotive transporte un transformateur et des équipements électriques, permettant au train de tirer son énergie de la caténaire lorsqu’elle est disponible, tout en conservant une capacité diesel traditionnelle ailleurs. Ce concept réduit la complexité des équipements tout en augmentant considérablement la flexibilité opérationnelle. Les trains n’ont plus besoin de changer de locomotive à la gare Union de Washington et peuvent basculer entre l’alimentation électrique et le diesel en quelques minutes. Le fonctionnement bimode réduit les temps d’inactivité, simplifie la gestion de la flotte et améliore la résilience en cas de panne de courant ou d’interruption de l’infrastructure. Jagodinski a indiqué que les trains bimodes éliminent tous les changements de locomotive ; auparavant, à Washington D.C., le processus de changement de locomotive prenait beaucoup de temps, alors qu’il peut désormais être effectué en quelques minutes. Sur les 83 rames Amtrak Airo commandées à Siemens Mobility, 50 sont des unités bimodes.
Amtrak jette également les bases du remplacement de ses véhicules ferroviaires longue distance. Le processus d’achat est en cours, les propositions des fabricants étant attendues plus tard cette année, avec pour objectif de signer un contrat d’ici fin 2027. Ce projet pourrait finalement couvrir environ 800 véhicules, ce qui en ferait l’un des plus gros achats de matériel roulant voyageurs en Amérique du Nord. Ce projet remplacera la majeure partie de la flotte vieillissante longue distance d’Amtrak, dont une grande partie date des années 1970 et 1980.
La conférence a également abordé le rôle de la technologie des batteries. Alessandro Vannucchi, responsable de la gestion du portefeuille de produits chez Hitachi Rail, a souligné que la technologie des batteries devient un complément pratique à l’électrification traditionnelle. Il a reconnu que l’électrification reste la solution la plus répandue, mais a noté que les trains à batterie ne nécessitent quasiment aucune modification de l’infrastructure existante et peuvent combler les sections non électrifiées. Par conséquent, la stratégie d’Hitachi Rail est modulaire, avec le développement de blocs-batteries évolutifs pouvant remplacer les modules diesel ou être intégrés dans de nouvelles rames automotrices. Cette technologie est déjà en service commercial en Europe, notamment avec le train Blues en Italie, qui combine l’alimentation électrique, diesel et par batterie au sein d’une même plateforme. La variante la plus récente supprime complètement le moteur diesel, le remplaçant par un bloc-batterie de plus de 600 kWh, offrant une autonomie de près de 100 km entre les recharges.
Cette évolution est rendue possible par la maturation rapide de la technologie des batteries au cours de la dernière décennie. Vannucchi a indiqué que la densité énergétique des batteries a augmenté d’environ 60 %, et que les améliorations des systèmes de gestion des batteries, de la protection thermique et des stratégies de récupération rendent cette technologie de plus en plus attrayante pour les opérations ferroviaires régionales. Aux États-Unis, où la majeure partie du réseau ferroviaire voyageurs n’est pas encore électrifiée et où l’électrification complète d’un corridor est souvent coûteuse, ces progrès sont significatifs. Les trains équipés de batteries offrent aux opérateurs un moyen pratique de réduire l’exploitation au diesel, de combler les écarts entre les sections électrifiées et de moderniser les services régionaux, sans avoir à supporter le coût et les perturbations liés à l’installation d’une caténaire sur toute la ligne.
En tant qu’alternative zéro émission, Luv Sehgal, ingénieur ferroviaire senior chez Arup, a présenté la technologie de l’hydrogène. Sans présenter l’hydrogène comme une solution universelle, Sehgal a exploré ses aspects ayant un intérêt opérationnel. Une grande partie du réseau ferroviaire mondial, y compris aux États-Unis, n’est pas électrifiée, et sur certaines lignes à faible densité de trafic, l’installation d’une caténaire peut ne pas être commercialement justifiable. Pour ces corridors, l’hydrogène peut offrir une alternative zéro émission au diesel.
L’exposé de Sehgal a souligné les avantages de l’hydrogène, à savoir sa haute densité énergétique et sa longue autonomie, tout en reconnaissant le besoin d’infrastructures importantes, notamment des électrolyseurs, des installations de stockage et des stations de ravitaillement spécialisées. Il a également remis en question l’hypothèse selon laquelle l’hydrogène serait principalement une technologie de rénovation. Des études comparant la rénovation d’anciennes rames diesel avec de nouvelles rames électriques ont montré que la conception de trains dédiés à l’hydrogène offre une meilleure intégration système que la tentative de rénovation de flottes diesel vieillissantes.
Dans l’ensemble, la conclusion récurrente des trois présentations est qu’il n’existe pas de réponse universelle pour choisir la technologie appropriée. Sehgal a résumé en disant qu’il n’y a pas de solution miracle sur le plan technique ; tout dépend des conditions spécifiques. Les lignes à faible fréquence et de moyenne à longue distance pourraient privilégier l’hydrogène, tandis que les opérations à haute fréquence et à grande vitesse restent les mieux adaptées à l’électrification traditionnelle. Parallèlement, les systèmes de batteries deviennent de plus en plus modulaires, évolutifs et adaptables, permettant aux opérateurs de personnaliser les véhicules pour chaque corridor. Le projet Airo d’Amtrak reflète cette philosophie : la compagnie ferroviaire ne se concentre pas exclusivement sur une seule technologie de propulsion, mais déploie des capacités électriques, diesel et par batterie au sein d’une architecture de flotte intégrée.
