Un dépôt de tram appartenant au Verkehrsbetrieb Potsdam, près de Berlin, sera entièrement automatisé pour étudier, par exemple, l’automatisation de certaines opérations d’entretien. Mais pas seulement…
Avec plusieurs partenaires, le groupe Siemens semble vouloir franchir une nouvelle étape dans le développement des tramways autonomes : un dépôt de tramway entièrement automatisé est en cours d’installation au sein de la société de transports Verkehrsbetrieb Potsdam, l’opérateur de transport public situé dans cette ville proche de Berlin. Ce projet de recherche commun porte le nom d’AStriD (pour ‘Autonomous Straßenbahn im Depot‘). Six entreprises et institutions allemandes dirigées par Siemens Mobility mèneront conjointement ce projet de recherche novateur. Elles ont pour objectif d’explorer différentes solutions d’implantation de systèmes de tramways autonomes dans un dépôt de tramway entièrement automatique.
L’apport de l’État fédéral
L’étude est financée par le ministère fédéral des Transports et de l’Infrastructure numérique (BMVI) dans le cadre plus large de l’initiative de recherche « Modernity Fund » (mFUND), axée sur les solutions numériques, et qui finance des projets de recherche et développement axés sur les applications numériques basées sur des données pour Mobility 4.0, cela depuis 2016. En plus de fournir un soutien financier, mFUND s’appuie sur différents types d’initiatives pour promouvoir la mise en réseau des acteurs de la politique, des affaires et de la recherche, et fournit un accès à un portail de données appelé mCLOUD.
Le ministère propose ainsi deux lignes de financement : une première pour des projets subsidiés à maximum 100.000 euros. Et une deuxième ligne de financement pour un maximum de 3 millions d’euros. La 5ème promotion de ces financements été publiée le 19 juillet dernier. On y trouve notamment une plateforme intelligente pour la mise en réseau des opérations de taxi – SMATA, l’optimisation du contrôle du trafic aérien à l’aide de données dynamiques du trafic aérien – OMNyFlug, la fourniture facilitée de données climatiques et météorologiques – FAIR, et… le tramway autonome (liste non exhaustive).
Cas concret
L’étude du tramway autonome n’est cependant pas nouvelle. En 2018, Siemens avait fait circuler durant Innotrans Berlin, un tram autonome sur un tronçon de six kilomètres du réseau de tramway de Potsdam, à l’aide d’un véhicule du type Combino. « Ce véhicule de développement est équipé de plusieurs capteurs lidar, radar et caméra qui capturent l’environnement du tram », expliquait alors Sabrina Soussan, PDG de Siemens Mobility.
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Oliver Glaser, directeur du pôle technologie chez l’opérateur Verkehrsbetrieb Potsdam (ViP), expliquait alors au Postdamer Neueste Nachrichten que les capteurs intégrés sur le tram Combino suffisaient pour environ 80 mètres à une vitesse maximale de 50 km/h. Lors du test de 2018, une poussette est apparue dans le chemin du tram, lequel s’est automatiquement arrêté. Glaser se montre cependant pragmatique : il faudra probablement 20 à 30 ans avant que de telles voiries ne soient réellement utilisées par des trams sans conducteur. L’acceptation au sein du public ne se fera pas sans mal, prédit-il. Côté ressources, il faudra aussi des employés dans les domaines de la surveillance et du contrôle, ainsi que des équipes mobiles de techniciens qui pourraient être appelés sur place rapidement en cas de problème. À l’heure actuelle, il ne s’agit que d’un projet de recherche et développement sans utilité commerciale. Le Verkehrsbetrieb Potsdam est conscient que la prochaine génération de trams aura toujours besoin d’un conducteur dans les prochaines années, malgré les tests en conditions réelles.
Le fait que Potsdam soit sélectionné tant pour la voie d’essai que pour le nouveau projet de dépôt automatisé est en partie dû à sa proximité avec Siemens-Berlin qui dispose d’un département de recherche à Adlershof. De plus, l’opérateur Verkehrsbetrieb Potsdam (ViP) est depuis longtemps un client de Siemens : « nous avons eu de très bonnes expériences ici avec le projet précédent, le tram autonome », rapporte la firme.
Le dépôt automatisé
AStriD commence ce mois d’octobre 2019, soit un an après les tests du tram autonome, et devrait durer trois ans. Outre Siemens Mobility, les cinq autres participants sont le Verkehrsbetrieb Potsdam (ViP), l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), l’Institut pour la protection du climat, l’énergie et la mobilité (IKEM), Codewerk et Mapillary. Le projet est considéré comme étant la prochaine grande étape sur la voie des tramways autonomes. « En automatisant certaines opérations fastidieuses au sein des installations d’entretien, nous voulons garantir à nos clients une création de valeur par des pratiques durables, tout au long du cycle de vie [de nos tramways] et à garantir la disponibilité maximale du matériel, ce qui est essentiel », explique Sabrina Soussan, PDG de Siemens Mobility.
Comme l’a déclaré Eva Haupenthal, porte-parole de Siemens, l’avantage du projet est qu’il se fera au sein d’un dépôt dans un lieu non public. Le cadre juridique est donc différent de celui de la rue et permet plus de latitudes. Tous les participants ont des rôles différents. Ainsi, Siemens Mobility GmbH développera le mobile ‘tram autonome’ au sein du dépôt. Verkehrsbetrieb Potsdam (ViP) exploitera les données, les systèmes et les installations pour faire une évaluation avec le point de vue de l’opérateur de dépôt, chose primordiale car l’opérateur n’est rien d’autre… que le client de Siemens, le fournisseur. Autant tenir compte de ses remarques.
Dans le détail, le volume du projet est de 4,3 millions d’euros, dont 2,7 millions d’euros financés par l’État via le BMVI. Siemens est le coordinateur du projet. « L’automatisation des dépôts doit être rendue commercialement viable à moyen terme en tant que première étape de la conduite autonome du tramway. Dès le début, le projet de développement tiendra compte des conditions-cadres juridiques nécessaires à l’approbation et à l’exploitation des tramways autonomes et du cadre économique nécessaire aux opérations », a déclaré Siemens Mobility.
L’opérateur local ViP ne s’investit pas financièrement mais fournit non seulement un dépôt et un tram, mais également un chef de projet et, le cas échéant, des conducteurs et un seul tram, celui-là même qui est équipé de capteurs pour la conduite autonome et qui a servi pour les tests de 2018. « Nous sommes ravis que Potsdam ait à nouveau été sélectionné pour un projet. Une démonstration pratique des mesures qui pourraient être rapidement mises en œuvre sera utile pour nous et pour l’ensemble du secteur. En générant un flot de données numériques tant sur la conduite que sur l’ environnement des trajets qu’a répété des dizaine de fois notre Combino 400 Perugia sur certaines parties de notre réseau ferroviaire, les processus d’apprentissage de l’intelligence artificielle peuvent maintenant être optimisés et accélérés. » Concernant le dépôt automatisé : « Nous vérifierons si et comment il est possible d’automatiser entièrement les opérations de manœuvre dans un dépôt, qui prennent beaucoup de temps. Il s’agit d’une option intéressante pour notre dépôt actuel ainsi que pour une éventuelle nouvelle base d’opérations située au nord de Potsdam », explique Monty Balisch, directeur général de ViP. Sur le site, on ne verra pas grand chose parce que, selon Göran Böhm, un porte-parole de l’opérateur public, une carte numérique doit maintenant être créée dans un premier temps. Des changements structurels ne sont ainsi pas prévus au dépôt de tramway : « le tram doit s’adapter au dépôt, pas le dépôt au tram. » C’est en effet crucial si Siemens veut convaincre d’autres clients opérateurs…
L’Institut de technologie de traitement de l’information (ITIV) du KIT (Karlsruhe) apporte son expertise dans la spécification et la numérisation des dépôts, l’automatisation des processus et l’identification des données nécessaires. « Les systèmes automatisés sortiront du créneau habituel, en particulier dans le domaine de la mobilité. Je vois un champ d’application idéal dans l’environnement en grande partie fermé d’un dépôt », explique le professeur Eric Sax de KIT.
IKEM analysera et évaluera les aspects juridiques et économiques du projet. « Le fait que le conducteur soit absent en tant que point de référence pour les exigences comportementales, la responsabilité soulève des défis juridiques majeurs et, en particulier, des défis pour l’approbation des opérations. En revanche, pour les scénarios d’utilisation commerciale, de calcul des coûts et de planification du déploiement, vous ne pouvez pas simplement supposer que seul le pilote est éliminé en tant que position de coût. D’autres fonctions du système auront une plus grande importance et la nouvelle technologie doit également être considérée comme un facteur d’exploitation et de coûts. Il y aura en fait un tout nouveau modèle d’opérateur pour le dépôt, et le projet développera ce modèle et, autant que possible, l’appuiera avec des estimations de coûts » explique la société. De son côté, le maire de Potsdam, Mike Schubert, faisait remarquer « qu’en tant que responsables politiques, notre tâche est de créer les conditions permettant aux innovations technologiques de l’Allemagne de réussir à s’intégrer avec succès dans la vie quotidienne des opérations ordinaires. Pour la conduite autonome en particulier, il existe un certain nombre d’obstacles juridiques et donc législatifs à surmonter. C’est pourquoi nous sommes très heureux que l’État recherche le dialogue à un stade si précoce. »
Codewerk est spécialisé dans les systèmes industriels et développe, entre autres, des logiciels de communication de données dans le matériel roulant. Dans le cadre de ce projet, Codewerk traitera les composants du nuage et du périmètre pour l’intégration des données de tous les systèmes. « La conduite automatisée peut faire du rail un moyen de transport plus attrayant. Avec AStriD, Codewerk souhaite investir dans une technologie respectueuse du climat mais aussi renforcer sa position concurrentielle », expose Christian Grund, directeur général de Codewerk.
Mapillary fournira au projet une plate-forme en ligne basée sur le cloud pour la collecte et la fourniture d’images de rue et d’informations pertinentes pour la reconnaissance de l’environnement. Les données seront analysées avec une intelligence artificielle et traitées pour fournir des cartes numériques. « Le spectre de la mobilité est en train de changer, et dans les années à venir, les voitures et les tramways autonomes circuleront dans les rues et imposeront de nouvelles exigences aux cartes numériques. Les cartes ne seront plus nécessaires uniquement pour les personnes souhaitant se rendre à destination, elles seront également présentées sous forme numérique pour différents types de véhicules fonctionnant de manière autonome le long de leurs itinéraires respectifs. C’est là que l’expertise de Mapillary dans l’analyse d’images de l’espace public joue un rôle. En utilisant l’intelligence artificielle pour analyser ces images, nous permettons au tram de reconnaître et de comprendre de manière autonome son environnement », explique Peter Kontschieder.
À noter à l’agenda qu’un sommet sur le ‘rail intelligent‘ se tiendra du 19 au 21 novembre 2019 à Paris, en France. Pour en savoir plus sur l’événement, cliquez sur ce lien .
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