FRMCS, une clé pour l’ERTMS et la numérisation du rail

(photo Infrabel)

Devenu obsolète, le GSM-R n’est plus l’avenir de la transmission des données ferroviaires. Le FRMCS devra le remplacer en tenant compte des dernières normes mondiales des transmissions de données.

Comme on le sait, le GSM-R, l’élément de télécommunications de l’ERTMS, a connu un grand succès avec son déploiement sur plus de 150.000 km de voies en Europe et 230000 km dans le monde. Le GSM-R fournit une connectivité 2G+ transparente entre le sol et le bord, mais cette technologie basée sur le GSM arrive en fin de vie tandis que les sous-systèmes du GSM-R sont confrontés à l’obsolescence. Le GSM-R n’a pas la capacité de transmettre les énormes quantités de données nécessaires aujourd’hui et à l’avenir. Bien que les fournisseurs aient garanti un soutien continu à la technologie GSM-R jusqu’en 2030, il est temps de passer à une nouvelle technologie de transmission de données.

C’est la raison pour laquelle l’Union internationale des chemins de fer (UIC) a lancé les premières études pour un successeur au GSM-R dès 2012.  Ces dernières années, l’UIC a réuni les principales associations et compagnies ferroviaires européennes ainsi que les organismes de normalisation des télécommunications ETSI Technical Committee for Rail Telecommunications (ETSI TC-RT) et les groupes de spécifications techniques du 3GPP. Le 3GPP est un consortium créé en décembre 1998 avec sept organismes de normalisation des télécommunications tels que l’UIT (Union internationale des télécommunications), ETSI (Europe), ARIB/TTC (Japon), CCSA (Chine), ATIS (Amérique du Nord) et TTA (Corée du Sud). Ce consortium produit et publie les spécifications techniques des réseaux mobiles de 3e (3G), 4e (4G) et 5e (5G) générations.

Ne pas oublier le rail
Les normes 3GPP sont structurées sous forme de versions. Les discussions sur le 3GPP font donc fréquemment référence à la fonctionnalité d’une version ou d’une autre. Chaque version comprend des centaines de documents individuels de spécifications techniques et de rapports techniques, dont chacun peut avoir fait l’objet de nombreuses révisions. Les normes 3GPP actuelles intègrent la dernière révision des normes GSM. Nous en sommes aujourd’hui à la 16e version, appelée R16. Une version R17 est en cours de développement et est prévue pour 2022.

(photo Global Rail review)

Lors de l’élaboration de normes à un niveau mondial aussi élevé, il est crucial de prendre en compte les exigences des chemins de fer, car les télécommunications touchent des secteurs très vastes, comme l’aviation, la marine marchande et l’industrie, avec le risque d’oublier le chemin de fer. Il a donc fallu beaucoup de lobbying pour que les spécifications normatives du 3GPP intègrent les exigences ferroviaires spécifiques. En fait, l’ETSI joue un rôle clé pour intégrer les technologies spécifiques au rail dans les normes de communication mobile mondiales dominantes. Les exigences ferroviaires ont donc été soumises aux groupes de travail du 3GPP, où une analyse avec les exigences existantes du 3GPP est effectuée, pour ensuite éliminer les écarts constatés par des exigences normatives supplémentaires ou nouvelles, qui seront incluses dans la R17.

(photo Global Rail Review)

Incontournable 5G
Ces évolutions ont conduit à développer pour le chemin de fer le Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) comme norme mondiale pour les télécommunications ferroviaires. Mais cela signifiait aussi que les opérateurs ferroviaires devaient commencer rapidement à planifier la manière dont ils prépareront et feront migrer leurs réseaux.

De par son faible débit (et ce malgré l’avancée majeure portée par l’arrivée du GPRS), le GSM-R 2G est souvent considéré comme le point limitant du système ERTMS. La question s’est alors posée de remplacer les protocoles GSM-R par un autre type de connectivité plus performant. Les dernières réflexions de l’UIC et de l’Agence ferroviaire européenne (ERA) ont montré une nette préférence pour la 5G, un choix soutenu – ce n’est pas une surprise -, par de nombreux fournisseurs de télécommunications et de grands opérateurs ferroviaires européens. En fait, la technologie 5G est la base de la nouvelle norme FRMCS, mais la 5G est nécessaire à la numérisation des chemins de fer. Cependant, les entreprises ferroviaires devront conserver leurs propres réseaux mobiles à part, car les opérateurs mobiles ont exclu l’utilisation de leurs réseaux commerciaux pour des raisons juridiques. L’usage de la 5G permet une augmentation du débit, une diminution de la latence, une standardisation des protocoles qui seront adaptés aux autres marchés et aussi une diversification de la concurrence. C’est surtout la promesse d’un réseau plus fiable avec un haut niveau d’engagement.

L’urgence de développer une norme basée sur les spécifications 3GPP telles que décrites plus haut (Release 16, ou supérieure), compatible avec la bande harmonisée mise à disposition du GSM-R (900 MHz), est requise par la révision du règlement européen (UE) 2016/919 de la Commission, prévue pour 2022 et qui doit inclure cette nouvelle norme ainsi que le FRMCS et d’autres fonctionnalités innovantes, pour actualiser et améliorer les performances de l’ERTMS et faciliter son déploiement.

(photo Unife)

L’introduction de la technologie 5G (version R16 ou R17) offre une série d’opportunités spécifiques (1) :

  • Efficacité spectrale améliorée – Le GPRS représente déjà une étape significative par rapport à la logique de commutation de circuits, multipliant jusqu’à quatre fois l’efficacité spectrale. D’autres améliorations significatives sont attendues avec la 5G;
  • Surmonter le double système voix-données actuellement utilisé, qui complique toute l’architecture et augmente considérablement les coûts embarqués. Cependant, la définition d’une architecture ERTMS et de radio embarquée pour la modernisation et pour les nouveaux véhicules sera cruciale pour saisir cette opportunité;
  • Nouvelles fonctionnalités avec l’introduction des « game-changers » pour les systèmes de commande, de signalisation et de contrôle des chemins de fer (notamment, mais pas exclusivement, pour l’ATO), y compris la communication vidéo pour les conditions dégradées;
  • Cyber-résilience élevée et obtention d’une technologie fiable pour la grande et la très grande vitesse (jusqu’à 500 km/h).

L’architecture FRMCS
Compte tenu de l’augmentation – encore inconnue – des demandes de communication mobile dans les chemins de fer, il est nécessaire que le concept FRMCS soit très flexible, en termes d’indépendance de technologie porteuse, de manière à être à l’abri de l’évolution spectaculaire du secteur des télécommunications, et qu’il soit aussi évolutif, extensible et enfin plus durable du point de vue économique. Pour ce faire, il fallait une architecture de pointe qui non seulement intègre les dernières technologies, mais permet également l’introduction de technologies futures. Alors que le GSM-R est un système peu flexible car il est traité comme un seul bloc, le FRMCS découplera les applications, les services et le transport pour permettre une plus grande indépendance et une plus grande flexibilité du support de transport. Cela signifie que l’on passera d’une approche centrée sur la voix à une approche centrée sur les données. C’est là que nous voyons l’importance de la 5G. Le découplage permet d’offrir davantage de services – il existe actuellement certaines restrictions à l’utilisation des réseaux publics – et la norme FRMCS offrira également une plus grande souplesse en matière d’interopérabilité. La définition et l’introduction des FRMCS permettront de faire face à ces tendances, en offrant une flexibilité suffisante en termes de fonctionnalité, de capacité et de performance, et en permettant une réduction des coûts grâce à l’utilisation de technologies, de produits et/ou de services de télécommunications commerciaux courants, tout en maintenant l’interopérabilité, qui est la clé d’un espace ferroviaire européen intégré.

Cette modularité permet de distinguer et de séparer les fonctions critiques (liées à la gestion du trafic et à l’intégrité des trains), des fonctions « non-critiques » annexes, comme les services à bord aux voyageurs.

Sécurité
Le FRMCS devra disposer d’un spectre dédié pour les applications critiques. Les besoins des chemins de fer en matière de performance des trains et d’infrastructure intelligente doivent également être couverts et s’avéreront bien plus importants en quantité que les besoins actuels. Les applications critiques FRMCS, ainsi que leurs options technologiques, sont principalement liées aux fonctions de communication (voix et données) strictement liées aux opérations ferroviaires avec des implications en matière de sécurité.

FRMCS est donc une architecture flexible et modulaire qui peut fonctionner avec une variété de technologies, notamment l’Ethernet (câble), le Wi-Fi, le réseau sans fil de point à point, ainsi que les radios cellulaires LTE/5G. La 5G utilisée pour FRMCS est une architecture dite « cloud-native », c’est à dire virtualisée et modulaire, et qui permet une meilleure évolution et peut fournir une gamme de services plus large. Le réseau 5G est piloté par logiciel et est programmable, ce qui le rend beaucoup plus automatisable et ce qui facilite l’introduction de nouvelles applications. Cela signifie que le rail peut tirer parti des investissements existants en matière de connectivité et qu’il sera en mesure d’évoluer avec l’arrivée de nouvelles évolutions technologiques. Les avantages pour les chemins de fer sont que le FRMCS fournit non seulement les mêmes fonctionnalités que le GSM-R – applications vocales radio pour les trains et données ETCS -, mais peut également changer la donne pour l’ERTMS, par exemple pour la numérisation des chemins de fer.

C’est un élément crucial pour faire du chemin de fer un transport d’avenir et durable.

(1) Tiré de cette page du Global Rail Review

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La semaine de Rail Europe News – Newsletter 018

Du 20 au 26 janvier 2021

L’actualité ferroviaire de ces 7 derniers jours.

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Politique des transports

Port-railEurope – Ports maritimes : un potentiel que le rail doit mieux exploiter – Les grands ports d’Europe du Nord, d’Italie ou d’Espagne gagneraient à être mieux connectés avec leur hinterland par rail. Pas seulement pour son aspect écologique, mais surtout pour la massification de grands volumes de fret que peut traiter d’un seul coup un train. Mais pour cela, il faut investir non seulement dans de nouvelles manières de faire du train mais aussi mettre les infrastructures à niveau et créer des terminaux efficaces à l’intérieur des terres. Et aussi parfois, dans certaines circonstances, gérer soi-même son trafic en créant un opérateur dédié. Il y a beaucoup à faire et c’est ce qu’analyse ce long article.
>>> Rail Europe News – Ports maritimes : un potentiel que le rail doit mieux exploiter

Trafic fret

ERA_Europe_RailwaysBelgique – EuroCarex enfin sur les rails ? – EuroCarex (acronyme de CArgo Rail EXpress) est un projet européen de réseau de fret express léger par rail, lancé en 2009, axé sur les petits colis. L’idée est d’utiliser des TGV cargo entre les grandes capitales et villes européennes sur des distances de 200 à 500 kilomètres. Le volet belge de ce dossier mise sur l’aéroport de Liège, une plateforme « tout fret » idéalement située en bordure des deux lignes à grande vitesse L2 et L3. Il reste cependant beaucoup de chemin à parcourir, notamment dans l’utilisation de matériel roulant. L’autre volet, c’est le railport dédié qui doit permettre à Liège d’accueillir un TGV Fret. Ce railport pourrait obtenir de l’Europe une subvention de 60 millions d’euros.
>>> Rail Europe News – EuroCarex enfin sur les rails en Belgique ?

China-OBORChine/Europe – Maersk et China Railway Jinan Group unissent leurs forces sur la nouvelle route de la soie – Maersk et China Railway Jinan Bureau Group ont signé un accord-cadre de coopération stratégique pour développer et exploiter ensemble des pôles et des terminaux logistiques ferroviaires du groupe basé à Jinan. Maersk considère la Chine comme l’un des marchés les plus importants au monde et s’efforce continuellement d’y développer ses activités. Au cours des deux dernières années seulement, la société a ouvert trente-cinq terminaux ferroviaires en Chine intérieure, dont vingt-cinq peuvent fournir des services de connaissement. Avec le nouveau protocole d’accord, Maersk se concentre sur l’expansion de ses services en utilisant les centres logistiques et le réseau du China Railway Jinan Group dans la province de Shangdong. Railway Jinan Group a toujours été un partenaire incontournable de Maersk en Chine. Le nouvel accord et le développement collaboratif du marché de la logistique intérieure peuvent encore élargir l’étendue de leur coopération.
>>> Railfreight.com – Maersk and China Railway Jinan Group join forces on New Silk Road

Infrastructures

Statkraft-Energy-greenDeutsche Bahn – Contrat de vente d’électricité – La société énergétique norvégienne Statkraft vendra davantage d’électricité au secteur allemand des transports. Plus précisément, ce sont les chemins de fer allemands Deutsche Bahn qui achèteront leur électricité à Statkraft l’année prochaine. Le contrat avec la Deutsche Bahn, qui porte sur une production prévue de près de 4000 gigawattheures d’électricité, proviendra d’un portefeuille d’éoliennes avec lequel Statkraft a conclu un accord d’achat d’électricité pour la période qui suit l’expiration des subventions EEG. Le PPA entre Statkraft et Deutsche Bahn garantit non seulement le fonctionnement économique continu d’environ 70 éoliennes sans subventions, mais soutient également les ambitions de développement durable de la Deutsche Bahn en utilisant de l’électricité verte.
>>> Statkraft.com – Deutsche Bahn gets subsidy-free wind power from Statkraft

Entreprises

GTS-Rail-Energy-greenBombardier – Des TRAXX supplémentaires pour l’italien GTS – Bombardier Transport et l’opérateur privé italien intermodal GTS Rail continuent de renforcer leur partenariat avec une nouvelle commande pour trois locomotives TRAXX DC3 E.494 supplémentaires qui viendront garnir la flotte de GTS Rail. Ces nouvelles locomotives seront construites sur le site de Bombardier de Vado Ligure en Italie et seront livrées à partir de septembre 2021. Cette commande portera le parc de locomotives TRAXX de GTS Rail à 21 unités, en complément des Vectrons Siemens. GTS Rail est la société ferroviaire du groupe GTS, dirigée par la famille Muciaccia. Cette société privée de Bari opère sur le marché libéralisé depuis 2008. Elle assure les relations ferroviaires internationales pour le compte des autres sociétés du groupe.
>>> Bombardier – Bombardier and GTS Rail strengthen their long-term partnership by increasing GTS’s TRAXX locomotive fleet

GTS-Rail-Energy-greenBombardier/Belgique – Embauches et investissements dans l’usine de Bruges – Bombardier lance un important plan d’investissement pour moderniser et augmenter la capacité de production de son usine de Bruges. L’investissement de plus de 6 millions d’euros est associé à une embauche d’au moins 180 salariés supplémentaires pour soutenir l’augmentation de la production du site. « Notre carnet de commandes est plein » a précisé Michel Huyghe, qui a été nommé Directeur de Site et Responsable des Opérations du site de Bruges, le 1er janvier dernier. « Nous venons de recevoir fin décembre une nouvelle commande de 204 voitures M7 pour la SNCB (ce qui représente à peu près 18 mois de travail pour notre usine de Bruges). C’est pourquoi il est important pour nous d’investir massivement dans nos capacités de production et de développer nos activités, au profit de toute la filière ferroviaire et de toute la région » a-t-il conclu.
>>> Bombardier – Bombardier lance un important plan d’investissement pour moderniser et augmenter la capacité de production de son usine de Bruges

Technologie

Alstom-hydrogenAllemagne – Un financement pour les technologies de numérisation et d’automatisation – Grâce à un financement total de 17,75 millions d’euros du ministère BMVI, l’université technologique de Chemnitz et la Deutsche Bahn AG vont pouvoir tester les technologies de numérisation et d’automatisation du transport ferroviaire dans des conditions réelles. Le choix s’est porté sur l’Erzgebirgsbahn, un réseau de petites lignes autour des villes de Chemnitz et Zwickau. Une des lignes comportera des mâts radio 5G pour le « Digital Railway Test Field », tandis que les bâtiments existants seront modernisés grâce à une technologie de pointe et les unités de traction seront converties en trains d’essai. En 2019 déjà, DB Netz AG avait reçu 1,5 million d’euros pour mettre en place un véritable laboratoire sur ce réseau. Le financement actuel est principalement destiné à soutenir la transition du mode GSM-R, désormais obsolète, vers la nouvelle norme FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) basée sur la 5G. Elle se caractérise par une transmission de données en temps réel et une grande fiabilité. Le laboratoire de DB Netz AG permettra dès lors de tester rapidement cette technologie FRMCS.
>>> Bahn Manager – Bund fördert Erforschung digitaler Schienentechnologie

Alstom-hydrogenAlstom – Le premier train voyageurs à hydrogène au monde, le Coradia iLint, est récompensé – Le projet innovant de train à hydrogène iLINT, qui associe le Land de Basse-Saxe (LNVG) avec Alstom et son Coradia iLint, a été récompensé par l’European Railway Award. Carmen Schwabl, directrice générale de la LNVG, a reçu le prix lors d’une cérémonie online. Avec ses partenaires de projet, la LNVG a lancé l’initiative de tester l’hydrogène comme carburant dans le transport ferroviaire régulier de passagers. La rame Coradia iLint d’Alstom a été nominé pour le prix par le jury composé de PDG de l’industrie ferroviaire, de décideurs de l’UE, de précédents lauréats et de journalistes sélectionnés. Dans sa déclaration, le jury a salué l’excellente coopération entre les partenaires du projet, à savoir LNVG, Alstom, le Land de Basse-Saxe, Eisenbahnen und Verkehrsbetriebe Elbe-Weser GmbH (evb), la société de gaz et d’ingénierie Linde. Alstom, avec ses partenaires, a prouvé avec ce projet que la propulsion à l’hydrogène est une alternative fiable et sans émissions aux trains régionaux à moteur diesel sur les lignes non électrifiées. En décembre 2020, le Coradia iLint d’Alstom avait aussi reçu l’approbation officielle du ministère fédéral autrichien de la protection du climat, de l’environnement, de l’énergie, de la mobilité, de l’innovation et de la technologie (BMK). Ces étapes importantes font de l’Autriche le deuxième pays d’Europe, après l’Allemagne, à approuver pleinement le Coradia iLint en tant qu’alternative sans émissions aux automotrices diesel.
>>> Alstom – Le premier train passager à hydrogène au monde, le Coradia iLint, est récompensé

Alstom-hydrogenGrande-Bretagne – Utilisation de la technologie pour développer des milliers de kilomètres de biodiversité – Dans le cadre du nouveau plan d’action de Network Rail pour la gestion durable de la végétation, le UK Centre for Ecology & Hydrology (UKCEH) a utilisé des images haute résolution provenant de satellites et d’avions pour créer une carte nationale détaillée de tous les habitats naturels trouvés le long du réseau ferroviaire, et qui remontent à près de 200 ans. En joignant ces informations à des millions d’enregistrements d’espèces, l’UKCEH peut prédire quels animaux et plantes sont susceptibles d’être présents dans ces habitats riverains naturels, notamment les prairies, les landes et les bois. Ces informations clés garantiront que les travailleurs et les entrepreneurs de Network Rail soient conscients de la présence possible d’espèces rares lors de la gestion de la végétation, et notifieront les mesures de conservation de Network Rail pour augmenter la biodiversité. Cet outil fournit également une base de référence pour le suivi des tendances futures de la biodiversité.
>>> Rail technology magazine.com – Revolutionary technology used to develop thousands of miles of lineside biodiversity

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Prochaine livraison : le 03 février 2021

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La 5G, une technologie clé pour l’avenir de nos chemins de fer

Il faut bien-sûr toujours s’interroger sur la finalité d’une nouvelle technologie. Or ce n’est pas le cas en ce moment, où beaucoup de personnes semblent vouloir remettre en cause notre monde moderne sous prétexte qu’on est arrivé « au bout des choses ». Le dossier 5G a migré dans le champ de l’irrationalité, grâce notamment aux réseaux sociaux où apparaissent soudainement des experts auto-proclamés. Pourtant, la 5G n’est pas un gadget « pour regarder des films dans l’ascenseur », mais notamment pour accélérer la modernisation, la fiabilité et la sécurité des trains. Remettons les choses à leur place…

La poussée technologique, qui accélère le développement numérique actuel, est motivée par le développement rapide de micro-puces toujours plus petites et plus puissantes. Celles-ci ouvrent constamment de nouvelles possibilités en matière de développement et d’optimisation des produits. Les principaux produits issus du développement technique sont les smartphones, les tablettes ainsi que les montres intelligentes, les lunettes de données et autres gadgets. L’objectif principal de la 5G est globalement le contrôle et la régulation sécurisés de la communication dans l’Internet des objets, en temps réel. Alors que la 2G, la 3G et la 4G étaient des systèmes de communication purement cellulaires dans lesquels les terminaux ne communiquent toujours qu’avec la station de base, la 5G sera fortement caractérisée par des architectures maillées dans lesquelles chaque nœud de réseau est relié à plusieurs (à tous) autres nœuds de réseau. Ces architectures maillées seront complétées par des concepts cellulaires.

La 5G est beaucoup plus rapide que les générations précédentes de technologie sans fil. Mais ce n’est pas seulement une question de vitesse. La 5G offre également une plus grande capacité, permettant de connecter en même temps des milliers d’appareils dans une petite zone, ce qui n’est pas possible actuellement avec la technologie 4G. La densité d’appareils connectés pourrait être ainsi dix fois supérieure : la 5G permettrait ainsi de gérer jusqu’à 2,5 millions d’appareils au km2, contre 250.000 pour la 4G. De quoi assurer l’essor de l’Internet des objets. La réduction de la latence (le temps entre le moment où l’on ordonne à un dispositif sans fil d’effectuer une action et celui où cette action est terminée) signifie que la 5G est également plus réactive, ce qui peut être intéressant pour les systèmes de sécurité, ce qui peut intéresser les systèmes de sécurité, qui demandent une réaction rapide à la milliseconde. Mais la plus grande différence est que la connectivité et la capacité offertes par la 5G ouvrent le potentiel de nouveaux services innovants. Et cela intéresse hautement l’industrie : la 5G, c’est en réalité un nouvel espace de vente, où on peut lancer des produits qui n’existent pas encore de nos jours. C’est aussi un nouvel espace de travail, avec des possibilités de surveillance et d’exploitation des objets et des actifs, comme les trains ou le comportement de la végétation le long des voies ferrées.

Au-delà de ces aspects industriels, il y a aussi l’aspect marketing. La 5G est considérée comme un formidable argument pour faire du train « un espace de vie comme à la maison ». Le défi : le streaming en continu à tout moment et en tout lieu pour les voyageurs. Faire des activités dans les transports publics qui ne peuvent pas être faites en conduisant une voiture. Offrir du « temps utile » en voyageant est quelque chose d’une grande importance, parce que cet argument permet de contrer le transport individuel, y compris d’ailleurs le vélo. Certains estiment alors que « ce temps utile » serait surtout « du temps inutilement gaspillé et contraire à la décroissance », car on risque « de passer du temps chez Amazon et d’accélérer la consommation ». Pour ces personnes, le trajet doit être « un temps de repos et de sobriété, pas un temps de consommation supplémentaire ». On s’immisce ici dans la vie privée des voyageurs et la 5G « grand public » est considérée comme un gadget de luxe. On entre alors dans le champs politique et social, où les détracteurs dénoncent des dépenses inconsidérées juste pour regarder un morceau de film durant les 20 minutes que vous passez dans le métro. Chacun jugera…

En s’opposant à la 5G « grand public », on s’oppose en réalité à la 5G industrielle, donc à l’avenir du rail, entre autres. Car il n’y a pas deux réseaux séparés. La 5G est pour tout le monde… ou pour personne. Mais il ne faut pas sous-estimer l’impact sur les entreprises. Paul Cuatrecasas, un banquier d’investissement qui conseille les entreprises technologiques, a écrit un livre dans lequel il dit « pour les opérateurs traditionnels, la technologie est soit un virus, soit une vitamine. Le digital est une épée à double tranchant – vous pouvez l’utiliser pour tuer vos concurrents, ou il peut être utilisé pour vous tuer. » C’est ce qui pourrait arriver aux chemins de fer…

À quoi sert la 5G ?
La 5G dans le secteur ferroviaire recouvre beaucoup de domaines. Cela va de l’occupation des trains en temps réel à la surveillance des talus le long de la voie, en passant par la maintenance prédictive, la sécurité des trains et les conduites semi-automatisées de type ATO. Nous avons déjà montrer de nombreuses applications de la 5G sur ce site. Il faut évidemment faire la part des choses entre ce qui sera rapidement possible à faire et des concepts qui ne deviendront réalité qu’à moyen terme.

>>> Voir notre section consacrée au rail digital

Il ne faut cependant pas sous-estimer les coûts de la 5G le long du réseau ferroviaire. La réalité montre qu’une expansion de 3,5 GHz le long des lignes ferroviaires, où la 5G est actuellement principalement utilisée, nécessiterait de nombreux nouveaux sites d’émission qui n’existent pas encore ou dont l’expansion serait très coûteuse. Le coût extrêmement élevé des licences est un argument massue qui a sensiblement freiné l' »appétit » des opérateurs de réseau. Selon le cabinet de conseil MM1 de Stuttgart, personne ne sait actuellement quand les débits de pointe de 10 GBit/s visés en champ libre seront effectivement atteints et comment cette largeur de bande pourra être introduite dans les trains. Grâce à de nouveaux types de vitres qui présentent moins d’atténuation ? Par de nouveaux répéteurs intérieurs à haute performance ? Par le WLAN embarqué, qui est déjà bien surchargé aujourd’hui ? Ces conclusions ne font pas l’unanimité et la bataille des experts fait rage. Il est aussi probable que les opérateurs ferroviaires préféreront d’abord se concentrer sur des domaines prioritaires, liés aux aspects industriels du chemin de fer.

Il y a pourtant des domaines où la 5G demeure essentielle dans le secteur ferroviaire. C’est le cas de l’exploitation des trains. Le risque d’obsolescence des systèmes 2G et 3G est réel, bien que l’industrie du GSM-R garantisse un cycle de vie allant jusqu’à environ 2030. Après cela, le manque de composants et de savoir-faire rendra la poursuite des opérations de plus en plus difficile et plus coûteuse. Ce problème concerne actuellement principalement le système ferroviaire ETCS, qui fonctionne toujours avec la 2G parce que ce format était suffisant pour la transmission voie-machine. La recherche d’un système à l’épreuve du temps implique le choix de la 5G, puisque les spécifications de la 4G sont désormais gelées et qu’elle est déjà dans la seconde moitié de son cycle de vie dans le secteur des réseaux mobiles publics. Cela pose un problème de spectre, mais ce n’est pas l’objet du présent document. Retenons simplement que la 5G est ici essentielle pour l’avenir de l’exploitation des trains, notamment en ce qui concerne l’ATO.

>>> À lire : Allemagne – Rail numérique, ERTMS et ATO pour les trains régionaux

Un autre facteur de progrès est la maintenance prédictive. Sébastien Kaiser, directeur Connectivité & Réseaux au sein de SNCF, nous explique que la SNCF a identifié 28 cas d’usages. « À Lyon, nous testons avec Bouygues Telecom, Ericsson et Samsung, la capacité à remonter les informations techniques des trains dès leur arrivée en gare. Transmettre rapidement ces données aux centres de maintenance afin de gagner en réactivité sur l’identification des pannes et la préparation des actes de maintenance est un enjeu de productivité et in fine de qualité de service.»

La DB vient d’inaugurer un nouvel atelier à Cottbus, à l’Est du pays, près de la frontière polonaise. Sabina Jeschke, membre du conseil d’administration de la DB pour la numérisation et la technologie : « nous saisissons l’opportunité de construire l’atelier de maintenance des trains le plus moderne d’Europe. Cet atelier sera plus automatisé et contrôlé numériquement que tout autre et constitue également une vitrine pour l’ingénierie allemande. Les robots, le ‘learning machine’ [ndlr : l’auto-apprentissage] et l’intelligence artificielle réduiront radicalement le temps que les trains ICE passent dans l’atelier. Les véhicules pourront retourner sur le réseau beaucoup plus rapidement – ce qui renforce la ponctualité. Avec ce nouvel atelier et deux fois plus d’emplois, nous augmentons considérablement nos capacités. Cela est indispensable car la flotte ICE passera à plus de 420 véhicules d’ici 2026. » Siemens, de son côté, a également construit sa vitrine technologique à Dortmund, pour en apprendre au maximum sur la disponibilité des trains régionaux du Nord-Westphalie.

L’exploitation des trains à distance et via le cloud est encore un autre défi qui nécessite la 5G. C’est ce Siemens a testé en Suisse en 2017, mais sur une petite ligne fermée. Le système Iltis de Siemens (utilisé par les CFF depuis plus de 20 ans), et les applications au sol et l’infrastructure informatique sont dorénavant exploitées à distance dans le cloud, depuis le centre Siemens de Wallisellen, à 170 km de la cabine de signalisation de Zermatt. Un des grands avantages du cloud computing est de pouvoir exploiter toutes les fonctions du système de télégestion ferroviaire par acquisition d’une licence, sans devoir se procurer les très lourds systèmes matériels et logiciels nécessaires. Cela évite bien évidemment des options coûteuses. Les ÖBB ont fait un test identique cet été, sur une distance de 55km.

>>> À lire : Dortmund – Siemens construit son propre atelier d’entretien à l’ère des datas

Un dernier exemple est la disponibilité des infrastructures. C’est crucial à la fois pour la circulation des trains, mais aussi parce que désormais, les opérateurs roulent sur le réseau sur une base contractuelle, ce qui suppose la résolution des litiges. Combien de fois n’avons-nous pas eu une ligne fermée plusieurs jours suite à accident, comme en ce moment entre Edimbourg et Aberdeen ? Mesurer le comportement de la voie, des ponts et des talus passe par les données, beaucoup de données. « Les données satellitaires pourraient nous être d’une aide énorme, même en cas de panne. Cette année (2020), nous prévoyons de tester si la technologie peut nous donner un aperçu plus rapide de la situation sur les lignes en cas de perturbation que ce qui est possible actuellement. L’objectif est de maintenir la phase d’incertitude pour les clients aussi courte que possible et de publier une prévision le plus tôt possible, » explique Sabina Jeschke. Les satellites permettent en effet de surveiller l’évolution de la végétation, par comparaison d’images, et retirer des arbres malades ou de consolider un sol qui aurait tendance à bouger. Autrement dit, avec des tonnes de données croisées.

>>> À lire : Comment les satellites et l’intelligence artificielle surveillent la végétation

Tout cela démontre que la 5G est une technologie importante pour l’avenir du chemin de fer et qu’il faut la prendre sur son côté « progrès ». La même remarque peut d’ailleurs être faite pour de nombreux autres secteurs, comme la surveillance des forêts, des glaciers ou encore dans le domaine de la santé, qui sont des éléments cruciaux pour notre propre avenir. Si, en plus, on peut regarder des films en streaming, c’est bien, mais ce n’est pas la priorité des chemins de fer…

Sources:

2016 – Eurailpress.de – 5G ermöglicht Bahn 4.0

2019 – Sabina Jeschke, Vorstand Digitalisierung und Technik Deutsche Bahn – 5G für die Schiene

2019 – Bahn und Fahrgast Kommunikation – Von 2G/GSM-R zu 5G/FRMCS aus SBB-Perspektive

2020 – L’Usine Nouvelle – 5G, mythes et réalités

2020 – Ofcom – What is 5G?

2020 – Christophe Leroy – Le Vif/L’Express – La 5G est-elle dangereuse pour la santé?

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La semaine de Rail Europe News – Newsletter 001

Semaine du 07 au 15 septembre 2020

Classé par thèmes, ce qu’il faut retenir de l’actualité ferroviaire.

Politique des transports
Trafic_ring_BruxellesAllemagne – « Nous avons besoin d’un revirement à 180 degrés de la politique des transports » – C’est ce qu’affirme Dirk Flege, le bouillant patron de l’association allemande Allianz Pro Schiene. Il se base sur les conclusions de l’Office fédéral des Statistiques qui a conclut récemment que «la voiture domine l’infrastructure de transport allemande en tant que moyen de transport». Flege calcule que la longueur du réseau autoroutier aurait augmenté de 18% entre 1995 et 2019. Le réseau ferroviaire fédéral a quant à lui diminué d’un bon 20% au cours de la même période. La question du coût a aussi été mentionnée par un autre organisme, l’Agence fédérale de l’environnement. Selon elle, les prix des transports publics locaux ont augmenté de 79% entre 2000 et 2018, et de 57% côté trains. En revanche, le coût d’achat et d’entretien d’une voiture n’a augmenté que de 36% sur la même période.
>>> Bahn Manager – Verkehrspolitik offiziell in der Sackgasse

Trafic_ring_BruxellesBelgiqueBaisse du trafic auto en ville mais aussi des transports publics – Les chiffres fournis par TomTom ont montré que depuis avril, on n’a enregistré que deux jours où le nombre de véhicules sur les routes était plus important qu’un an plus tôt. Les plus grandes villes du pays connaissent une diminution du trafic avec par exemple -5 % à Mons, -15 % à Namur, -20 % à Bruges, -30 % à Liège ou -40 % à Anvers. Mais cette baisse ne bénéficie pas du tout aux transports publics. Les TEC wallons ont perdu 30%, la STIB bruxelloise 40% et la SNCB, près de la moitié de ses usagers. Le monde d’après ne semble pas du tout être celui que l’on croyait. La pratique du vélo aurait, en revanche, fortement augmenté à Bruxelles, mais essentiellement par les habitants, et non les navetteurs quotidiens.
>>> La Libre – Les chiffres le prouvent: le trafic a diminué dans de nombreuses grandes villes en Belgique… mais les navetteurs désertent aussi les trains

Cloud_computingEurope – Quel chemin de fer veut encore la puissance publique ? – L’heure n’est plus aux grands débats public/privé mais aux mesures d’urgence. C’est semble-t-il la pensée qui domine de manière prégnante nos gouvernements en Europe, qui doivent se battre contre l’ennemi Covid. Au risque de mettre à terre ce qui fut patiemment construit ? De diverses sources et dans toute l’Europe, on voit que les aides des gouvernements sont plus ciblées vers certains opérateurs ferroviaires que d’autres. Une stratégie qui pourrait ruiner 20 années d’efforts pour montrer que l’on pouvait faire du train autrement, et qui jusqu’à la pandémie donnait satisfaction, notamment au niveau du trafic local, fort délaissés par les entreprises historiques. L’avenir durable avec les recettes du passé ?
>>> Mediarail.be – Quel chemin de fer veut encore la puissance publique ? mais aussi >>> l’édito de Kevin Smith : The return of the state-run railway?

SBB and ÖBB to resume near-normal timetable | International Railway JournalEurope – Péages en baisse pour réduire les graves conséquences de la pandémie ? – C’est ce que rapporte Nuria Lacaci Vázquez, secrétaire de l’Asociación de Cargadores, en Espagne. Le Conseil de l’Union européenne travaillerait sur une proposition visant à donner aux États membres la possibilité d’aider le secteur ferroviaire en abaissant certaines redevances d’infrastructure pour les opérateurs ferroviaires. Ce règlement prévoirait l’assouplissement des obligations relatives aux redevances d’accès aux voies, aux frais de réservation et aux surtaxes. Dans le texte, le Conseil préciserait que, le cas échéant, les États membres peuvent appliquer la dérogation à l’obligation de payer les redevances d’accès aux voies en fonction des segments de marché (passagers ou fret), de manière transparente, objective et non discriminatoire. Les négociations entre le Conseil et le Parlement européen sont en cours, et dans l’urgence. Les espagnols ont de quoi s’impatienter car leur gestionnaire d’infrastructure Adif prévoit une hausse… de 36% pour 2021 !
>>> Source LinkedIn

Cloud_computingFinlande – Un plan pour l’avenir – Les 18 chambres de commerce de Finlande ont dressé une liste des projets les plus importants pour soutenir le plan national de transport et de réseau pour les 12 années à venir. Le plan du réseau de circulation national, qui est dirigé par le ministre des Communications Timo Harakka, a pour objectif d’assurer l’accessibilité dans toute la Finlande et de répondre aux besoins des entreprises, du trafic suburbain et du logement. C’est un projet global qui concerne autant l’eau, les routes secondaires que le chemin de fer. Ainsi par exemple, la Chambre de commerce d’Ostrobotnie préconise de financer une ligne ferroviaire plus rapide entre Vaasa et Seinäjoki et une autre d’améliorer une gare de triage et une double voie portuaire. Un bel exemple d’imbrication de diverses parties pour un plan de mobilité national.
>>> Jarnvagsnyheter – Handelskamrarna i Finland kräver mera pengar för järnvägen

France – L’impact de la fréquentation des transports publics – Pour Thierry Mallet, PDG de Transdev, et également président de l’Union des transports publics, cette fréquentation basse «va avoir un impact financier important.» Malgré la rentrée, les transports publics n’ont pas retrouvé leur fréquentation habituelle «les voyageurs reviennent progressivement (…) Selon les réseaux, entre 60% et 80% des voyageurs sont revenus (…) Ça va avoir un impact financier important puisque les recettes voyageurs ne sont pas revenues alors que tous les coûts sont bien là», explique Thierry Mallet.
Le plan de relance prévoit 1,2 milliard d’euros pour les transports du quotidien.
>>> France Info TV – Transports publics : « Entre 60% et 80% des passagers sont revenus », selon le PDG de Transdev

France InterFrance – La voiture et le vélo sont les deux grands gagnants de la rentrée – C’est ce qu’explique le chroniqueur Dominique Seux sur France Inter. «Ce sont les deux gagnants quand on regarde les modes de transport. Ce sont des données originales qui viennent de l’application sur smartphone de recherche d’itinéraires et de plans d’Apple – comme  Google Maps. Les économistes de Natixis ont regardé cela hier et ils en tirent des graphiques qui montrent que les trajets en voiture sont, en ce moment, nettement supérieurs à ce qu’ils étaient au début de l’année – avant le virus. ».
>>> France Inter – La voiture, le vélo et le virus
>>> Dans la même veine, voir aussi notre article : Domicile-travail, le monde d’après encouragerait la voiture ?

Cloud_computingÖBB – Faire revenir les gens dans les trains – Après l’effondrement du nombre de passagers lié au Covid-19, le patron des ÖBB, Andreas Matthä, prévoit une perte de 800 millions d’euros pour cette année. Il veut reconquérir des clients avec des prix abordables et avec de meilleures offres de mobilité pour le dernier kilomètre, selon son interview accordée au journal Kurier. «Le moment est venu de penser à de nouvelles choses», explique Matthä. Ainsi, «davantage de solutions porte-à-porte seront proposées». Le CEO de l’opérateur autrichien songe à intégrer dans une seule application des locations de scooters, vélos et voitures.
>>> Vienna.at – ÖBB wollen Fahrgäste mit « interessanten Schnäppchen » locken


Trafic régional
Allemagne – Le train, oui, mais pas à n’importe quel prix – Et ne pas faire du train une idéologie. C’est de cette manière qu’on peut interpréter les conclusions d’une étude menée dans le sud de Francfort, près de Darmstadt. La réouverture du très méconnu Gersprenztalbahn, sur 3 petits kilomètres seulement, devait permettre aux habitants d’avoir des trains directs pour Francfort. Le hic, c’est que ce lien direct aurait coûté environ 14 millions d’euros pour n’attirer qu’environ 150 nouveaux passagers par jour. Est-ce durable ? L’étude dit non, en plus de certains problèmes opérationnels, comme le découplage des rames avec une autre ligne régionale. Les améliorations apportées aux services de bus et de l’Odenwaldbahn existants ont été jugées plus rentables. Pragmatisme, quand tu nous tiens…
>>> Railway Gazette International – German branch line reopening rejected
>>> Voir aussi notre article détaillé sur la problématique des coûts d’une petite ligne en Bavière, en sursis

Allemagne – La Bavière va octroyer des « fonds corona » – La Bavière est le premier Land allemand à verser des fonds d’aide Corona aux entreprises de transport publics et aux concessionnaires. «La semaine dernière, les conseils des districts ont déjà approuvé des allocations de plus de 100 millions d’euros», a annoncé mercredi dernier à Munich le ministère des Bâtiments et des Transports. Une aide attendue avec impatience sachant que le BEG, l’autorité organisatrice des transports, gère un réseau ferroviaire d’environ 6000 km et un trafic approchant 130 millions de trains-km par an sur 35 contrats distincts. Or ces contrats sont des contrats à coût net, signifiant une grande prise de risque des opérateurs présents, dont le français Transdev.
>>> DVZ mais aussi >>> International Railway Journal – Pandemic pushes German operators to the brink

France – Naissance d’un nouvel opérateur – Cela bouge en France ! Un nouvel opérateur a vu le jour sous le nom de Regionéo. Cette nouvelle co-entreprise française (55% RATP Dev, 45% Getlink) combine les expertises de ses deux actionnaires – acteurs majeurs dans le transport de passagers et le transport ferroviaire – pour offrir aux Régions des services ferroviaires sur-mesure et innovants. Cette naissance avait déjà été annoncée en novembre dernier. La nouvelle société permettra avant tout de répondre aux appels d’offres que lanceront prochainement Grand Est et les Hauts-de-France, deux régions qui souhaitent expérimenter rapidement la concurrence.
>>> LinkedIn – RATP Dev et Getlink annoncent la création de Régionéo, nouvel opérateur sur le marché ferroviaire régional.

Cloud_computingItalie – Mesures Corona dans les trains régionaux – Le remplissage maximum des trains régionaux dans toutes les régions d’Italie pourra atteindre 80% du nombre total de sièges et places debout. C’est ce qui a été établi dans les nouvelles règles des transports en commun publiées en annexe à l’arrêté du Premier ministre du 7 septembre 2020 et approuvées par les Régions lors de la Conférence unifiée du 31 août dernier. Les mesures, adoptées pour la réouverture des écoles, parlent d’un coefficient de remplissage ne dépassant pas 80% des places autorisées par véhicule, prévoyant une réduction plus importante des places debout par rapport aux places assises. Le port du masque reste obligatoire.
>>> FS News – Treni regionali, Linee Guida uniformi per tutte le Regioni

7 op de 10 Pluslezers vermijden openbaar vervoer door drukte | PlusOnlinePays-Bas – Un Intercity toutes les dix minutes sur Nimègue-Schiphol-Rotterdam – C’est quasi un métro à grande échelle que préparent l’entreprise NS, les chemins de fer néerlandais. Sur les liaisons Nimègue-Arnhem-Utrecht-Schiphol et Schiphol-Leiden-La Haye-Rotterdam, des trains interurbains circuleront toutes les dix minutes à partir de 2022. Cela augmentera la fréquence de quatre à six trains par heure. Cela s’ajoute à la fréquence identique lancée entre Amsterdam et Eindhoven, au sud du pays. Ces intercity si rapprochés doivent répondre à la demande d’une des plus peuplées conurbations d’Europe, nommée Randstad aux Pays-Bas. Une telle fréquence permet de ne plus se soucier d’horaires…
>>> SpoorPro – Tienminutentrein vanaf 2022 op trajecten Nijmegen-Schiphol en Schiphol-Rotterdam

Pays-Bas – Qui va exploiter La Haye-Aix la Chapelle ? – On le sait, aux Pays-Bas, la secrétaire d’État Van Veldhoven veut accorder aux chemins de fer néerlandais une concession unique à partir de 2025, quand une trentaine de petites lignes locales sont soumises à appel d’offre. Dans ce cadre de cette nouvelle concession, la Chambre basse néerlandaise souhaiterait une liaison plus rapide entre la Randstad et Aix-la-Chapelle. Comme il s’agit de liaisons internationales, l’appel d’offre est obligatoire. L’entreprise d’État NS et le privé Arriva sont candidats. Une étude entre les deux entreprises devrait est en cours mais des députés veulent que ce soient les NS qui soient de facto désignés, en passant outre Bruxelles, provoquant certains remous politiques.
>>> SpoorPro – Vergelijkende studie Arriva en NS voor lijn Randstad-Aken komt in december


Trafic grandes lignes
Italie – NTV-Italo doit à nouveau réduire ses services – La pandémie qui rebondit est une catastrophe pour les services grandes lignes non-subsidiés. Selon le quotidien Il Giornale, les pertes d’Italo atteindraient au premier semestre 2020 près de 200 millions d’euros, avec la crainte d’arriver à un demi-milliard d’ici la fin de l’année. Il faut dire aussi que les mesures gouvernementales n’aident pas. La distanciation sociale générant l’occupation d’un siège sur deux a comme conséquence qu’au 1er octobre, 27 services de train sur 87 s’arrêteront (ils étaient 111 avant Covid). Des propositions de Trenitalia et NTV-Italo ont été envoyées chez la ministre des Transports Paola De Micheli pour relever le taux de remplissage comme dans le trafic régional : «nous en avons intégré certaines tandis que d’autres semblent appropriées pour garantir la sécurité des voyageurs avec un meilleur remplissage des trains». On attend la décision.
>>> Ferrovie.info – Ferrovie: dal 1 ottobre Italo taglia alcuni collegamenti

Suède/Danemark – Trains de nuit sous contrat ?– L’autorité suédoise des transports Trafikverket a publié un appel d’offres au Journal officiel de l’Union européenne pour un contrat d’exploitation de trains internationaux de nuit de Malmö et Stockholm à la frontière entre le Danemark et l’Allemagne. Les plans pour les services de nuit ont été approuvés par le gouvernement suédois en juillet, Trafikverket étant chargé de lancer le processus de passation de marchés. Les projets ont suscité les critiques de l’opérateur privé Snälltåget, qui exploite déjà un service en libre accès entre Malmö et Berlin et prévoit de proposer des trains de nuit au départ de Stockholm – Malmö – Zell am See dans les Alpes autrichiennes à partir de février 2021. De plus en plus en Europe, les entités étatiques tentent de reprendre la main sur les services en open access, mettant à mal un concept qui a mis près de dix ans à décoller.
>>> International Railway Journal – Trafikverket launches tender to operate night trains in Sweden and Denmark
>>> Voir aussi notre article détaillé sur le projet de train de nuit Malmö-Cologne-Bruxelles

Suisse – CFF et ÖBB préparent un grand réseau de trains de nuit– Les CFF et les ÖBB ont l’intention d’étendre l’offre existante de trains de nuit de six à dix lignes. De nouveaux trains de nuit sont prévus de la Suisse vers Amsterdam, Rome et Barcelone. Les CFF et les ÖBB ont aujourd’hui signé une déclaration d’intention dans ce sens à Zurich. Une liaison quotidienne Nightjet Zurich–Bâle–Francfort–Cologne–Amsterdam serait déjà disponible à partir de décembre 2021. Berlin et Hambourg seraient exploitées avec deux trains distinctes sur l’ensemble du parcours à partir de l’horaire 2023. Ce système permet d’accroître notablement les capacités. Les liaisons vers Rome et Barcelone ne sont qu’au stade du projet, car «tout n’est pas encore clarifié avec nos voisins». L’expan-sion prévue ne peut être assurée qu’avec les subsides du Fonds suisse pour le climat.
>>> CFF – Réseau Nightjet Suisse 2024 : Les CFF et les ÖBB veulent développer davantage l’offre de trains de nuit en Europe.


Trafic fret
<Aucune description alternative pour cette imageEspagne – Une autoroute ferroviaire Algéciras-Saragosse – Il n’y a pas qu’en France que l’on propose des « autoroutes ferroviaires ». L’Autorité portuaire d’Algésiras (APBA ) continue de travailler au développement du futur chemin de fer Algésiras-Madrid-Saragosse et ses responsables ont tenu une réunion de travail par visioconférence avec leurs partenaires Adif et Aragón Plataforma Logística (APL). Les trois parties ont travaillé de manière intensive sur un projet de la branche centrale des corridors méditerranéens et atlantiques du réseau de transport (RTE-T), et dont les objectifs sont de fournir un débouché plus durable au trafic poids-lourds. Ce projet permettrait l’utilisation de matériel roulant adapté pour le transport de semi-remorques à travers le réseau ferroviaire de l’Espagne, ce qui n’est pas possible aujourd’hui. Seuls les conteneurs et les caisses mobiles font partie du paysage intermodal de la Péninsule ibérique.
>>> Iniciativa Comarcal.com – Nuevo impulso al proyecto de la futura autopista ferroviaria algeciras-madrid-zaragoza

Espagne/Portugal – Quand le privé Medway trouve une meilleure solution que la Renfe – L’opérateur ferroviaire Medway, qui est une filiale du géant maritime suisse MSC, a repris à la Renfe la charge de la traction de la partie espagnole de son service ferroviaire Séville/Mérida-Sines. Le port portugais est un hub important de MSC et jusqu’ici, la traction était effectuée par la Renfe, mais avec une capacité limitée à 36 EVP du fait des déclivités mais surtout de l’impossiblité de l’entreprise espagnole à aligner deux locomotives. Medway a donc mis elle-même deux locomotives Euro 4000 en duo pour affronter cette ligne, ce qui a permis de monter la charge des trains à 56 EVP, mais hélas au prix de la traction diesel de bout en bout. 10 A/R sont proposés chaque semaine entre Mérida et le port de Sines.
>>> El Mercantil – Medway asume la tracción completa del servicio ferroviario entre Sevilla, Mérida y Sines

Green Cargo and Ovako extended their agreementsEurope – L’attelage automatique sur wagon de fret va-t-il devenir une réalité ? – L’Europe teste enfin un attelage automatique pour ses trains de fret. Mais en y ajoutant dorénavant des attributs digitaux. Cet attelage permettra d’exploiter des “trains intelligents”. Il est temps ! L’attelage automatique existe déjà depuis longtemps sur les automotrices et autorails voyageurs, dont les TGV et ICE, mais il a toujours été jugé très onéreux pour de simples wagons de marchandises. Les choses semblent bougé avec un test d’attelages automatiques digitaux fournis par quatre constructeurs. Verdict en 2022 pour savoir lequel sera adopté de manière contraignante sur toute futur construction de wagon.
>>> Mediarail.be – L’attelage automatique sur wagon de fret va-t-il devenir une réalité ?

Suède – Green Cargo demande des fonds à son propriétaire/actionnaire – L’opérateur ferroviaire Green Cargo, qui est l’ancien SJ Gods, 100% aux mains de l’État suédois, devrait obtenir en fin d’année une augmentation de capital de 130 millions d’euros pour survivre. Le gouvernement a accédé à la demande de l’opérateur et propose que le Riksdag (le Parlement), décide de contribuer à hauteur de 1,4 milliard de couronnes suédoises à Green Cargo. La décision du Riksdag est attendue pour décembre prochain. Cette décision pourrait encore augmenter les polémiques qui surgissent en Suède entre les entreprises aidées et celles qui ne le sont pas.
>>> Jarnvagsnyheter – Green Cargo får kapitaltillskott om 1,4 miljarder


Infrastructure

Cloud_computingBelgique – Infrabel réalise une première européenne – Ce serait parait-il une première. Infrabel, le gestionnaire du réseau ferré belge, voulait accélérer le remplacement d’un tronçon de 480m de voie. Contrairement à un chantier voisin qui avait nécessité près de 5 week-end de coupures et 49 jours de voie unique, le gestionnaire opta à Frasnière pour la construction d’une ligne à deux voies sur une énorme dalle de 6.100 tonnes, juste à côté de la ligne existante. En un week-end, l’ancienne ligne fut démontée et la nouvelle dalle avec sa voie toute neuve fut poussée d’un seul tenant à sa place en quelques heures. Cette méthode novatrice convenait notamment parce que quatre aiguillages furent posés sur la dalle, alors qu’habituellement cela prend beaucoup de temps avec d’office une coupure de ligne d’un ou plusieurs wee-end. Elle a aussi permit de diviser par quatre la période de limitation de vitesse post-travaux.
>>> La DH – Infrabel réalise une opération jamais vue en Europe

Cloud_computingEspagne/Portugal – Changer l’écartement des voies n’est pas prioritaire – C’est ce qu’aurait répondu la Commission européenne aux demandes de groupes de pressions essentiellement portugais. Ceux-ci veulent avoir accès aux marchés européens par train mais l’écartement, comme on le sait, diffère tant au Portugal qu’en Espagne : 1.668mm contre 1.435mm dans toute l’Europe. Les logisticiens réclament une unification pour la compétitivité du secteur. La Commissaire Valean estime qu’il existe des solutions plus techniques au problème d’écartement des rails, comme par exemple la mise en œuvre du troisième rail ou de l’essieux à écartement variable, qui sera bientôt possible à la fin de l’homologation des essieux OGI au Portugal. Rappelons cependant que l’Espagne dispose d’un réseau de ligne à grande vitesse à l’écartement standard UIC, mais sur lequel ne roulent pas les trains de fret, sauf quelques exceptions, comme Figueras-Perpignan.
>>> Trenvista – La CE no ve necesario cambiar el ancho ibérico

StonehavenGrande-Bretagne – Impact du dérèglement climatique sur le réseau ferré ? – C’est ce qu’affirmerait Network Rail, après le glissement de terrain dramatique qui a envoyé un train de Scotrail dans un ravin et faisant trois victimes, le 12 août dernier. Le gestionnaire britannique d’infrastructure aurait admis, selon la BBC, que l’impact du changement climatique sur son réseau «est un domaine qui s’accélère plus vite que nos hypothèses. Le déraillement mortel près de Stonehaven a montré que notre secteur doit améliorer sa réponse aux conditions météorologiques extrêmes.» Cette ligne ferroviaire non-électrifiée, seul lien entre Aberdeen et le sud du Royaume-Uni, ne rouvrirait qu’en octobre 2020. Des inspections sont maintenant effectuées dans tout le pays aux endroits les plus critiques.
>>> BBC – Stonehaven derailment: Report says climate change impact on railways ‘accelerating’
>>> Voir aussi notre article détaillé sur la surveillance des talus et de la végétation à l’aide des nouvelles technologies


Industrie
Cloud_computingFrance – CAF et Skoda s’intéressent à l’usine Alstom de Reichshoffen – Depuis qu’Alstom a annoncé son intention de vendre le site en juillet quatre candidats dont le russe TMH, les espagnols Talgo et CAF ainsi que le tchèque Skoda, se sont manifestés. Seuls les deux derniers auraient déposé une lettre d’intention et leurs délégations auraient visité Reichshoffen. On sait déjà que le concurrent allemand Siemens ne semble pas intéressé par cette usine qui compte 780 employés. Par ailleurs, la participation de 33% d’Alstom dans le russe TMH rend une offre peu probable car la vente doit répondre aux exigences de la Commission européenne. L’intersyndicale (CFDT, CFE-CGC, CGT et FO) n’exclut pas l’arrivée d’un troisième candidat.
>>> Lok Report – CAF und Skoda sind am Alstom-Werk Reichshoffen interessiert


Technologie

Cloud_computingAutriche – On teste le train à hydrogène – Dans le cadre d’un test d’environ 10 semaines, une rame «Coradia iLint» du constructeur Alstom sera mise à l’épreuve par les ÖBB. L’objectif est d’acquérir de l’expérience d’un point de vue technique, opérationnel et économique avec cette technologie à l’hydrogène. Rappelons que les ÖBB, avec Siemens, testent déjà une automotrice dotée de batteries. Le train à hydrogène d’Alstom circulera en service commercial sur l’Aspangbahn ou le Thermenbahn de Vienne à Fehring via Wiener Neustadt et sur la ligne Wiener Neustadt-Puchberg am Schneeberg et Gutenstein jusqu’au 26 novembre 2020. Cet essai fait partie d’un plan global dans lequel les ÖBB, d’ici 2030, veulent être neutre en CO2 dans le secteur de la mobilité. Cette neutralité passe non seulement par l’électrification des lignes existantes, mais aussi par l’utilisation de véhicules ferroviaires avec propulsion alternative.
>>> ÖBB Pressroom – ÖBB testen erstmals Wasserstoffzug im Fahrgastbetrieb

France – La 5G, une opportunité pour SNCF ! – Jusqu’ici, la 2G, 3G et 4G adressaient surtout les besoins de la grande consommation. La 5G est par conception tournée vers les enjeux industriels, promettant plus de débit, une latence très faible et une densité de connexion très élevée. C’est ce qu’explique Sébastien Kaiser, directeur Connectivité & Réseaux au sein de SNCF. La 5G entre dans une logique de développement de services et de solutions qui ont pour vocation d’être contributifs de la performance de SNCF. Ils apportent aussi des services qui vont permettre de répondre aux grands enjeux et échéances à venir, notamment Paris 2024.
>>> La Jaune & La Rouge – La 5G, une opportunité pour SNCF !
>>> Voir aussi notre article détaillé sur ce qu’apporte la 5G aux chemins de fer

Grande-Bretagne – Un million de livres sterling pour des startup innovantes – De l’importance de la recherche, mais aussi de faire confiance au privé ! Les start-ups de transport innovantes axées sur la décarbonisation ou l’après COVID-19 peuvent soumissionner pour obtenir une part du million de livres sterling prévu par le ministère britannique des transports. Les subventions pour la recherche et l’innovation dans le domaine des technologies de transport (T-TRIG), qui en sont maintenant à leur 11e tour de financement, sont ouvertes aux entrepreneurs et aux innovateurs travaillant dans de nouvelles formes de système de transport. À ce jour, plus de 60% des subventions ont été accordées à des PME et 30% à des universités. Les gouvernements britanniques ont déjà fourni 5,4 millions de livres sterling par l’intermédiaire de T-TRIG au cours des 5 dernières années, à plus de 170 projets en technologie et innovation. C’est comme cela qu’on avance…
>>> Rail Business Daily – Talented transport tech start-ups to receive funding boost of over £1 million
>>> Voir aussi notre série d’articles sur les innovations technologiques dans le secteur ferroviaire

Prochaine livraison : le 23 septembre 2020

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L’attelage automatique sur wagon de fret va-t-il devenir une réalité ?

(see English version)

On fait grand cas ces derniers temps de l’attelage automatique des wagons de marchandises, tels qu’ils existent depuis longtemps sur les automotrices en trafic voyageur. Mais pourquoi l’Europe a-t-elle pris tant de retard ?

Le constat est simple : tous les continents du monde disposent d’un attelage automatique, d’une sorte ou d’une autre, depuis bien longtemps. Si l’Europe est à la traîne, c’est pour des raisons historiques et commerciales.

L’attelage apparaît dès que l’existence du « train », même à l’époque où c’était encore par traction chevaline. Il est d’abord fait de chaînes. Mais ce système est problématique, notamment dans les ralentissements. Des tampons sont rajoutés pour amortir des chocs entre wagons. Mais ces attelages manuels montre aussi un autre visage : la quantité d’accidents recensés lors des opérations de formation des trains. Cet aspect était déjà fort présent dès les années 1900 et dans les séminaires internationaux. Il était donc impératif de diminuer les accidents.

Au XIXème siècle, les ingénieurs européens s’intéressaient déjà à l’application de l’attelage automatique aux États-Unis et au Canada. Aux États-Unis, les attelages Janney étaient de conception semi-automatique et ont été brevetés pour la première fois en 1873 par Eli H. Janney. Avant la création de l’Association of American Railroads (AAR), ils étaient connus sous le nom d’attelages Master Car Builder (MCB). En 1934, le MCB a été rebaptisé AAR. Au Royaume-Uni, plusieurs versions de ces attelages Janney furent installées sur un nombre limité de voitures, d’unités multiples, de wagons et de locomotives.

En Europe, chemin de fer rime avec « nation », et en ces temps troublés de fin du XIXème siècle, l’attelage automatique devient un enjeu de géopolitique, tout particulièrement entre la France et l’Allemagne. Ainsi, en dépit de la création de l’UIC en 1922, la mesure du risque encouru lors de la manœuvre d’accrochage des wagons devenait l’objet de conflits entre différents acteurs, incapables de s’entendre sur une matière qui relevait pourtant de la science. Mais l’attelage automatique, tout comme le freinage des trains, ont aussi fait l’objet de résistances syndicales. Ces améliorations diminuait le temps de travail et supprimait des emplois. L’UIC n’a jamais pu accorder tout le monde sur ce thème. Un débat qui rappelle celui d’aujourd’hui, avec la digitalisation !

L’attelage Scharfenberg (également appelé « Schaku« ) fait partie des attelages à tampon central. Cet attelage a été développé par Karl Scharfenberg à Königsberg (aujourd’hui Kaliningrad), et a fait l’objet de brevets en 1904 et 1907. L’attelage Scharfenberg est un attelage multifonctionnel qui fonctionne sans intervention humaine, car le mécanisme de couplage et les tuyaux d’air comprimé se connectent automatiquement. C’est la seule réussite européenne en matière d’attelage de trains.

Le « Shaku » n’est utilisé dans le monde entier que dans les trains de voyageurs de toutes sortes, des tramways aux trains à grande vitesse, et on le trouve aujourd’hui dans presque toutes les compagnies ferroviaires nationales. Il n’a malheureusement jamais été accepté pour les wagons de marchandises. En 2002, le type 10 de l’attelage Scharfenberg a été déclaré norme pour les trains à grande vitesse et fait maintenant partie de la spécification d’interopérabilité (STI).

L’Europe avait néanmoins opté pour l’attelage à vis, qui exige des opérations manuelles : serrage de l’attelage et, séparément, accouplage des conduites de freins (et des câbles électriques pour les voitures voyageurs).

Cet échec de l’UIC dans les années trente, qui entrave encore aujourd’hui l’exploitation du fret en Europe, a conduit à la décision de l’Union soviétique d’aller de l’avant sans qu’une norme ne soit atteinte dans les négociations. Un coupleur fut développé en 1932 et porta le nom de SA-3. En 1935, la conversion des véhicules commença progressivement, mais la Seconde Guerre mondiale a retardé le programme, de sorte que la conversion complète du matériel roulant russe ne fut achevée qu’en 1957.

Dans les années 60, l’UIC tenta de relancer l’attelage automatique. Mais le manque de consensus et surtout, la quantité de wagons de marchandises déjà muni de l’attelage à vis standard UIC ne milita pas pour poursuivre les études. Les propriétaires de wagons estimaient que les coûts de conversion étaient trop élevés par rapport aux gains escomptés.

L’industriel allemand Knorr Bremse tenta néanmoins un attelage automatique pour wagons afin de réduire les temps et les coûts des opérations d’attelage/dételage dans les triages, en proposant un attelage automatique moins onéreux et avec lequel les réseaux – et les particuliers – pourraient équiper leur parc de wagons à la demande et/ou au strict besoin, tout en conservant la compatibilité du reste du parc. Ce projet, nommé Z-AK en Allemagne, et désigné AAST en France (Attelage Automatique de Simple Traction), resta sans lendemains.

Le paysage mondial des attelages est actuellement celui-ci :

Et aujourd’hui ?
On peut se demander pourquoi, en 2020, l’attelage automatique sur wagon de marchandises est présenté en Europe comme « un grand progrès technologique »… Selon le magazine américain Railway Today, les américains pressentent que « nos homologues européens pourraient nous devancer, avec une technologie appelée DAC, pour « Digital Automatic Coupling. »  De quoi s’agit-il exactement ?

Très en retard au niveau mécanique, l’Europe pourrait en effet revenir au devant de la scène en ajoutant une couche digitale à l’attelage automatique. Ce qui change beaucoup de choses. D’autant que cette innovation n’est qu’une partie d’un concept plus général, lié au wagon de fret digital. Les Européens reconnaissent que s’ils veulent développer le transport ferroviaire de marchandises au-delà de la maigre part de marché qu’il occupe actuellement, ils doivent faire preuve d’innovation et d’agressivité avec la technologie moderne. Avec un brin d’humour, Sigrid Nikutta, responsable de l’activité de fret DB Cargo chez Deutsche Bahn, se dit heureuse qu’on n’ait pas réussi jusqu’ici à trouver un attelage automatique : « aujourd’hui les entreprises ferroviaires et l’industrie veulent franchir deux étapes d’une traite et combiner l’attelage automatique des wagons avec la numérisation du transport de marchandises. »

Un consortium du nom de DAC4EU a été créé et comprend six sociétés de transport de marchandises publiques et privées qui vont tester différentes options de couplage au cours des prochaines années : RCG (Autriche), DB Cargo (Allemagne), CFF Cargo (Suisse), et les loueurs de wagons de marchandises Ermewa, GATX Rail Europe et VTG. Le consortium est emmené par la Deutsche Bahn AG. Le projet pilote a été attribué par le ministère fédéral des transports et de l’infrastructure numérique (BMVI) pour environ 13 millions d’euros sur les deux ans et demi à venir. Il a débuté en juillet 2020 et se poursuivra jusqu’en décembre 2022. Il est cependant curieux que la France (excepté via Ermewa), l’Italie et la Suède soient absent de cet enjeu technologique.

L’objectif consiste à lancer un programme pilote d’attelage automatique numérique pour les wagons de marchandises. DB Systems Engineering a installé ce nouveau système sur plusieurs wagons de marchandises dans ses installations de Minden, en Westphalie. Une douzaine de wagons de marchandises vont recevoir 4 types différents d’attelage automatiques digitaux et vont être testés pendant deux ans. Un train de 24 wagons devra ensuite être formé avec la technologie qui sera adoptée pour vérifier la mise en oeuvre en exploitation réelle. Quatre fabricants développent actuellement des attelages DAC avec trois têtes d’accouplement différentes :

  • L’attelage de type Scharfenberg produit par Voith

  • L’attelage de type Schawb produit par Wabtec

  •  L’attelage SA-3 produit par CAF

  • Enfin l’attelage Dellner

Le futur couplage automatique choisi sera bien entendu construit par les quatre fournisseurs qui participent aux essais. Le projet est ambitieux. L’industrie espère convertir tout le trafic ferroviaire de fret en Europe en attelage automatique d’ici 2030, y compris avec des fonctionnalités numériques pour exploiter des trains de fret intelligents. L’attelage automatique est en effet une pièce essentielle à la digitalisation du fret ferroviaire. Il permet de former des lignes de données qui traversent tout le train pour fournir des informations sur les freins, la composition du train et les problèmes techniques. Et à l’avenir, le répartiteur saura non seulement où se trouve un wagon chimique, mais aussi quelle est la température des citernes. Le choix sera alors contraignant pour des centaines de propriétaires de wagons en Europe. On estime qu’environ 500.000 wagons sont concernés en Europe continentale.

Il faudra cependant être très attentif aux coûts : on a déjà vu les fortes réticences des opérateurs avec l’ETCS, qu’ils jugent trop coûteux pour très peu de bénéfices opérationnels. Dans ce cas-ci, le prix du futur attelage et de l’installation de la ligne de données numériques sera essentiel, quand on connait la valeur d’un wagon de marchandise âgé de 20 ans, c’est à dire peu de choses.

(photo DB)

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Allemagne : rail numérique, ERTMS et ATO pour les trains régionaux

Le Land du Bade-Würtemberg – encore lui -, a publié un appel d’offres pour 120 à 130 rames électriques régionales. Fait nouveau : elles doivent contenir un certain degré d’ATO. Et Hambourg se dote aussi de rames avec ATO.

Comme nous l’avions présenté dans un autre article, le Land du Bade-Würtemberg est propriétaire de sa propre société de crédit-bail publique, la Landesanstalt Schienenfahrzeuge Baden-Württemberg (SFBW). L’idée est que le Land, financièrement sain, peut contracter des prêts à des conditions nettement plus avantageuses pour financer de nouveaux véhicules que ce qui serait possible pour des entreprises qui arrivent sur le marché des transports locaux. Le but est d’éviter que la Deutsche Bahn – qui peut bien-sûr toujours se porter candidate -, n’impose son matériel roulant aux Länder, éliminant de facto la concurrence. On rappellera que le Bade-Würtemberg a un « ministre » des Transports écologiste, favorable à ce système…

>>> À lire : La régionalisation du rail, garante du service public

C’est donc le SFBW qui vient de publier un appel d’offres pour 120 à 130 rames électriques régionales, mais obligatoirement dotées d’un degré d’ATO. Il est assez remarquable qu’une autorité régionale mette ce point technique en avant, alors qu’en général c’est le contractant qui l propose. L’ATO se superpose au système ETCS de niveau européen. Le gouvernement du Land prend d’ailleurs la peine d’expliquer ce qu’est l’ETCS de manière générale, comme on peut le voir à cette page.

Côté technique, le SFBW a inscrit dans son cahier des charges des trains qui doivent avoir une accélération de départ d’au moins 1,2 m/s² lorsqu’ils circulent à la fois individuellement ou en unités multiples accouplées. Le freinage ne doit pas descendre en dessous de 0,75 m/s² à des vitesses de 200 km/h à 0 km/h et 0,9 m/s² à des vitesses de 160 km/h à 0 km/h. Le SFBW compte en effet faire circuler des trains à 200km/h, ce qui n’est le cas aujourd’hui que sur la ligne nouvelle NBS reliant Stuttgart à Mannheim.

Série 463 « Mireo » de Siemens, exploité par DB Regio, qui a gagné quelques lignes du réseau du Bade-Würtemberg (photo SWEG).

Rappelons brièvement que l’ATO – Automatic Train Operation – est un fonctionnement dans lequel le contrôle du train est partiellement ou entièrement pris en charge par un ordinateur à bord. L’ATO est déjà fonctionnel dans le monde mais généralement sur des missions répétitives tout au long de la journée, comme certains métros ou transports publics suburbains. Il comporte quatre niveaux :

  • GoA1 – conduite classique avec gestion des portes et des urgences d’exploitation;
  • GoA2 – conduite automatique avec conducteur à bord pour reprendre le contrôle du train en cas de besoin;
  • GoA3 – conduite automatique sans conducteur, mais avec un autre personnel présent dans le train pour reprendre le contrôle;
  • GoA4 – conduite automatique sans personnel dans le train.

L’ATO a déjà eu un test en 2018 sur le Thameslink de Londres. Le conducteur a vérifié les quais, fermé les portes, puis a sélectionné l’ATO d’un simple bouton jaune. le train avec sa signalisation en cabine a ensuite continué sous contrôle automatique à travers Farringdon, City Thameslink et London Blackfriars. Il a finalement arrêté l’ATO à sa sortie de London Blackfriars (bouton rouge) pour reprendre la conduite normale.

L’ATO britannique sur le Thameslink (photo GTR)

>>> À lire : Le train autonome : où en est-on réellement ? (2018)

Richard Plokhaar, analyste principal des opérations ferroviaires à la société d’ingénierie canadienne Gannett Fleming, détaillait tout de même dans Railtech.com que « l’ATO n’est en principe pas aussi compliqué qu’il y paraît. » La question la plus importante n’est pas non plus de savoir comment détecter les obstacles sur la voie et éviter les collisions de train. « C’est juste une question de caméras et de systèmes LIDAR appropriés. Le train détecte un obstacle et s’arrête automatiquement. » Mais, ajoute-t-il : « le plus important est de trouver la bonne solution pour maintenir un train immobilisé qui a effectué un arrêt d’urgence. » Et de faire en sorte qu’il ne reparte pas inopinément, par exemple avec des portes encore ouvertes…

Dans le cas du Bade-Würtemberg, tous les véhicules doivent être équipés d’unités ETCS avec Baseline 3 Release 2 (SRS 3.6.0) et ATO de niveau GoA 2. Ils doivent également être compatibles avec le développement du FRMCS – Future Railway Mobile Communication System -, qui doit remplacer le GSM-R actuel, technologie en fin de vie. Il s’agit du futur système de télécommunication mondial conçu par l’UIC, en étroite collaboration avec les différents acteurs du secteur ferroviaire, en tant que successeur du GSM-R mais aussi en tant que catalyseur clé de la numérisation du transport ferroviaire.

Ce projet est un écho au lancement, la semaine dernière, par le ministre fédéral des Transports Andreas Scheuer (CSU), d’un projet de « vitrine pour le rail numérique » :  la région métropolitaine de Stuttgart, capitale du Bade-Würtemberg, serait le premier hub ferroviaire numérisé en Allemagne. Des investissements totalisant 462,5 millions d’euros sont prévus pour cela jusqu’en 2025. À cette date, les trains longue distance, régionaux et S-Bahn circuleront dans le nœud de Stuttgart sur un réseau équipé des dernières technologies numériques. En plus de la nouvelle gare principale (projet Stuttgart 21) et des autres gares, plus de 100 kilomètres de lignes régionales seront initialement équipées d’enclenchements numériques, du système de contrôle des trains ETCS et d’opérations de conduite de type ATO. Compte tenu des bugs récurrents de l’ETCS, on sera curieux de voir la suite des événements.

Quatre rames doivent être homologués pour l’exploitation d’ici juin 2024, suivis par jusqu’à 20 véhicules avant le troisième trimestre de 2024. Entre 70 et 80 rames doivent être approuvés pour l’exploitation des passagers en novembre 2025, et les véhicules restants doivent l’être avant juin 2026.

Par cette politique, le Bade-Würtemberg cherche à rassurer les opérateurs pour qui l’ETCS est avant tout un surcoût sans – disent-ils -, de gain sur les capacités du réseau. Ce programme de numérisation du rail permettrait de démentir cette conviction et il est temps : l’ETCS est un projet qui a maintenant 25 ans !

À Hambourg aussi
Tout au nord de l’Allemagne, la ville de Hambourg dispose aussi d’un remarquable et historique S-Bahn, le RER allemand. Ce réseau mis en service en 1934 totalise maintenant 144 km de lignes et 68 gares. «Digital S-Bahn» est le nom d’un projet sur lequel 300 techniciens et ingénieurs ont travaillé ces deux dernières années, principalement de Siemens. Et on se prépare là aussi pour une autre vitrine.

>>> À lire : Le S-Bahn en Allemagne, chiffres et conception

Contrairement au Bade-Würtemberg, il s’agit ici de quatre rames existantes ET 474 – et modifiées -, qui doivent démontrer le fonctionnement hautement automatisé juste à temps pour le Congrès mondial des systèmes de transport intelligents ITS, qui se tiendra à Hambourg en 2021, si le corona l’autorise ! La première rame vient d’être présentée à la presse et commencera ses tests à l’automne. Les essais se dérouleront pour la première fois sur le tronçon de 23 kilomètres entre Berliner Tor et Bergedorf/Aumühle. Le patron du S-Bahn de Hambourg, Kay Uwe Arnecke, a expliqué:  « Le conducteur du train reste à bord. Il est très important de le mentionner. Il surveille l’itinéraire et peut également intervenir en cas de perturbations. ». Il s’agit donc ici aussi d’un ATO de niveau GoA 2. À l’avenir, la technologie ATO sera également installée sur les rames de série 490.

 

La ville de Hambourg, la Deutsche Bahn et Siemens se partagent les coûts du projet d’environ 60 millions d’euros, et la ville y participe à hauteur d’1,5 million d’euros. Les estimations du projet pilote montrent des gains de capacité de 20 à 30 % sur le réseau S-Bahn, permettant d’introduire davantage de trains et surtout d’accroître la stabilité des opérations. La technologie permettrait une circulation, en théorie, toutes les 60 secondes, contre toutes les trois minutes actuellement. Mais il faudra probablement tabler sur des écarts de 90 à 100 secondes dans un premier temps. Des profils de trafics « optimisés » garantiraient un déplacement économe en énergie et il sera fait usage, comme à Stuttgart, d’une technologie de signalisation et d’enclenchement uniforme permettant une maintenance plus simple.

Moins de coûts d’entretien et pas d’infrastructures coûteuses supplémentaires, ce sont les principaux défis auxquels devra répondre «Digital S-Bahn». Commentaire d’un autre écologiste, le sénateur Anjes Tjarks : « La technologie est une solution pour permettre la croissance du réseau S-Bahn et donc aussi l’avenir de Hambourg ». On peine à retrouver le même enthousiasme en nos contrées latines…

Ces deux exemples montrent d’une part que la digitalisation du rail prend maintenant de l’ampleur : il est grand temps, quand d’autres secteurs des transports sont déjà plus loin. Contrairement aux systèmes déjà existants (pour la plupart en circuit fermé), la particularité de ces projets est que les systèmes mis en œuvre pour le contrôle des trains (ETCS) et la conduite automatique (ATO GoA2) sont basés sur des spécifications européennes harmonisées, ce qui est nouveau, du moins en Allemagne. Et d’autre part, on voit que de plus petites entités comme à l’échelle des Länder ou d’une ville sont plus réactives que de grands mastodontes nationaux qui peinent à se mettre à jour.

Autres articles similaires :

Mediarail.be – La régionalisation des trains de proximité en Allemagne

Le S-Bahn de Hambourg n’a pas de caténaire et fonctionne – comme à Berlin -, par troisième rail latéral (photo Metro Centric via license flickr)

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Comment les satellites et l’intelligence artificielle surveillent la végétation

La technologie permettant de comprendre la végétation peut sembler incongrue. Pourtant, les applications dans le domaine de l’intelligence artificielle et des données peuvent aider à mieux évaluer la végétation sur une zone donnée, à comprendre les systèmes dynamiques complexes de cette végétation et à prendre des mesures correctives si nécessaire.

Notre environnement est une structure complexe. Souvent, les processus qui agissent en son sein sont compris individuellement, mais leurs interactions et leurs rétroactions entre eux sont plus difficiles à appréhender avec des approches classiques. L’influence humaine sur l’environnement augmente également la complexité. Un exemple de la complexité de notre environnement est l’exploitation d’une centrale électrique refroidie à l’eau. Cette centrale prélève l’eau d’une rivière pour son refroidissement et renvoie l’eau chauffée à la rivière. Si l’eau devient rare en cas de sécheresse ou si l’eau disponible est trop chaude, la centrale va s’arrêter. Par conséquent, le système de contrôle de la centrale doit être capable de prévoir l’évolution de l’état thermique de l’eau et en même temps être capable de reconnaître sa propre influence sur l’état de l’environnement. Cette tâche ne peut être résolue que par l’utilisation d’une Intelligence Artificielle (IA) spécialisée. Elle doit être capable de reconnaître les conditions climatiques limites à un stade précoce et de développer indépendamment des scénarios d’action pour empêcher l’arrêt des installations. Les chemins de fer doivent avoir le même raisonnement pour offrir un réseau parfaitement en ordre de marche.

Selon le gestionnaire d’infrastructure britannique Network Rail, la résilience d’un réseau est la capacité des actifs, des réseaux et des systèmes à anticiper, absorber, s’adapter et/ou se remettre rapidement d’un événement perturbateur. Suite aux multiples défaillances de l’hiver 2013/14, le ministère britannique des transports avertissait que la résilience physique du réseau devait progressivement être renforcée dans les années à venir. Ces défaillances avaient été causées par des problèmes majeurs de stabilité du terrain, causés par des infiltrations d’eau ou de végétation non optimale.

(photo Network Rail)

En octobre 2016, Network Rail lançait un marathon de deux jours de défis à l’industrie. Elle devait démontrer des solutions, en utilisant des données satellitaires, qui auraient pu alerter Network Rail sur une détérioration quasi certaine des actifs et d’une perte de capacité de service à venir. Pour Network Rail, ce marathon a clairement démontré que les besoins ne pouvaient pas être satisfaits et qu’une infrastructure linéaire mince comme une ligne de chemin de fer, constituée de pentes principalement recouvertes de végétation, ne pouvait pas encore être surveillée de manière adéquate depuis l’espace. Les experts déclaraient à l’époque que « bien que l’on considère que les techniques ont déjà atteint le niveau opérationnel, il est évident que tant dans la recherche que dans la pratique, nous commençons seulement à bénéficier de l’imagerie haute résolution qui est actuellement acquise par les satellites de nouvelle génération. Il est très difficile de mesurer des déplacements dépassant quelques dizaines de cm par an et de fortes déformations non linéaires. » Mais la technologie s’est considérablement améliorée depuis.

Construit au XIXème siècle, le réseau ferroviaire est totalement inséré dans une végétation qui a repris ses droits au fil des décennies. En Allemagne, environ 70% des voies de la DB passent par des zones boisées. Ces dernières années, la DB, comme d’autres réseaux ferroviaires, a considérablement étendu l’entretien de la végétation le long de ses lignes pour les rendre plus résistantes aux tempêtes. Avec environ 33.400 kilomètres de voies ferrées, cela signifie que des millions d’arbres et de plantes doivent être examinés pour déterminer leur résistance aux tempêtes en raison de leur emplacement, de leur état ou de leur forme. En Allemagne, certaines tempêtes ont déjà provoqué l’arrêt d’un tiers du réseau ferré, particulièrement dans le nord et l’Est du pays. Rien qu’entre 2015 et 2017, il y a eu plus de 830 collisions de trains avec la végétation causées par des tempêtes, ce qui a coûté des millions à la compagnie publique allemande. Le phénomène est donc pris très au sérieux.

Après la tempête « Xavier » de 2017… (photo V.Boldychev via wikipedia)

Les opérateurs de réseau d’infrastructure utilisent principalement des solutions manuelles, rigides et étroitement ciblées, par exemple l’utilisation de voitures ou d’hélicoptères pour surveiller les réseaux d’infrastructure, malgré la disponibilité de données satellitaires. Ces processus de surveillance manuels sont souvent inefficaces et entraînent des coûts d’exploitation réseau élevés. La surveillance ou l’inventaire à grande échelle des réseaux couvrant tout un pays peut prendre des années avec les méthodes utilisées jusqu’à présent.

C’est pourquoi la Deutsche Bahn s’est appuyée sur une gestion professionnelle de la végétation. Environ 1.000 employés de DB Netz sont impliqués dans tous les aspects de la gestion des forêts et de la végétation qui bordent les voies. Dorénavant, la technologie digitale les aide dans leur tâche. La Deutsche Bahn enregistre maintenant les arbres depuis l’espace pour s’assurer de leur résistance aux tempêtes. Les satellites enregistrent le nombre d’arbres, la distance entre la végétation et les traces et la hauteur à laquelle les arbres poussent tout au long du réseau ferroviaire. Pour ce programme, la Deutsche Bahn a considérablement augmenté les ressources financières, et 125 millions d’euros sont disponibles chaque année pour l’entretien de la végétation. DB Netz ne fait évidemment pas cela seul.

L’opérateur de réseau allemand s’appuie sur LiveEO, une start-up berlinoise qui a participé en 2018 à la mindbox, un incubateur de start-up de la Deutsche Bahn AG, qui donne aux innovateurs la possibilité de tester et d’accélérer leurs idées et leurs produits au sein de la compagnie ferroviaire. Avec ce programme, la Deutsche Bahn soutient les jeunes entrepreneurs et les innovateurs. Ce soutien dure 100 jours pour de jeunes entreprises qui ont des idées d’amélioration pour les chemins de fer – entre autres grâce à un coaching approfondi ainsi qu’à un capital de départ de 25.000 euros. Cette aide est complétée par des essais de prototypes en conditions réelles et par un travail en commun au sein de la mindbox de la DB.

C’est dans ce cadre que LiveEO développe une méthode d’observation de la terre sur de grandes surfaces, dans laquelle les images satellites sont évaluées à l’aide de l’apprentissage automatique (Machine Learning en anglais), un procédé typique de l’IA. Au sein de la mindbox, LiveEO a pu améliorer l’application et la mettre en œuvre pour la première fois avec succès.

Comme l’explique Sabina Jeschke, directrice de la numérisation et de la technologie à la Deutsche Bahn, l’idée est d’anticiper au maximum un possible incident. Où les experts en végétation du chemin de fer doivent-ils se rendre de toute urgence ? Quels sont les arbres et les plantes qui ne sont pas capables de supporter des conditions météorologiques de plus en plus extrêmes ? Quelle végétation est plus résistante que l’autre ? Que faut-il maintenir ou planter comme végétation pour consolider un talus ou une tranchée ? Jusqu’à quel niveau la végétation peut-elle pousser avant de provoquer des problèmes d’adhérence (patinage) ?

(photo DBAG)

La DB envoie régulièrement des drones sur son réseau depuis 2015. Une flotte de 20 engins volants est désormais en service dans toute l’Allemagne. Ils sont équipés de caméras – la plupart du temps pour des vidéos, des images numériques haute résolution ou des enregistrements infrarouges. Pour le contrôle de la végétation le long des voies ferrées, les drones survolent les zones avec des caméras infrarouges. Les images sont vérifiées pour détecter les arbres malades qui pourraient tomber sur la voie en cas de vent violent. L’analyse photographique génère entre 3 et 5 gigaoctets de données par kilomètre de voie. Les données sont évaluées à l’aide de Big Data Analytics. La procédure est très fiable : les arbres qui ne résistent pas aux tempêtes sont détectés avec une probabilité de 95 %.

LiveEO ne dispose pas de ses propres satellites et doit alors utiliser des images optiques de la planète prises par le satellite Pléiades d’Airbus. La constellation de satellites Pléiades est composée de deux satellites optiques d’imagerie terrestre à très haute résolution qui couvrent la planète avec un cycle de répétition de 26 jours. Ces données satellitaires à haute résolution se présentent sous la forme d’images stéréoscopiques, ce qui permet à LiveEO d’en comparer et d’en déduire des profils de hauteur des arbres. LiveEO utilise l’imagerie multibande à différentes résolutions pour distinguer la végétation et les actifs du réseau, l’imagerie stéréo pour estimer la hauteur des arbres, la détection des différences pour identifier les changements, et l’interférométrie pour détecter les affaissements et autres distorsions du sol au niveau du cm près. LiveEO développe ses propres données de formation interne pour les algorithmes d’apprentissage machine.

Le fait de pouvoir détecter avec précision la hauteur des arbres à proximité des lignes de chemin de fer améliore la sécurité, permet d’identifier les arbres à risque élevé et à faible risque et réduit le coût du déboisement. Deutsche Bahn peut désormais économiser environ 25% de ses dépenses opérationnelles.

LiveEO produit actuellement une carte numérique des forêts le long des lignes de chemin de fer pour la Deutsche Bahn. Les images satellites sont utilisées pour enregistrer avec précision les populations d’arbres, la distance entre la végétation et les voies ferrées, et la hauteur à laquelle les arbres poussent. Cela permet à DB d’identifier encore mieux les arbres particulièrement sensibles aux tempêtes et de les traiter à temps. La particularité de LiveEO est qu’il ne reste que des données sur la végétation, alors que les drones capturent « tout ce qui se trouve à proximité de la piste », sans distinction, ce qui demandait beaucoup de travail et de temps pour nettoyer les cartes. Cela démontre toute l’importance des incubateurs, qui permettent de capter des idées qui ne peuvent pas toujours naître au sein de grande entreprise très hiérarchique comme une compagnie ferroviaire. Et surtout dans les matières digitales, qui demandent des connaissances sans grand rapport avec le métier ferroviaire.

Anticipation
La technologie de LiveEO permet de prioriser et d’optimiser non seulement la gestion de la végétation, mais aussi de revoir les processus en cas d’interruption de service. La quantité de données est telle que seule une IA peut les synthétiser en un temps record et réduire la durée des interruptions. La combinaison de la planification des ressources de l’entreprise, de l’imagerie satellite, de l’apprentissage machine (ML) et de l’intelligence artificielle (IA) permet de mieux répondre aux défis de la gestion de la végétation.

  • L’imagerie satellitaire haute définition combinée à de multiples capteurs peut éliminer le processus laborieux d’envoi de personnel sur le terrain qui effectue manuellement un repérage sur le terrain et collecte des données.
  • Les algorithmes ML/AI peuvent traiter les données pour identifier les endroits spécifiques où la végétation pourrait empiéter ou interrompre les opérations et aider les équipes des chemins de fer à repérer des endroits précis pour couper ou enlever la végétation.
  • Des tableaux de bord peuvent repérer les alertes déclenchées par les algorithmes.
  • L’utilisation simultanée de l’inventaire des espèces d’arbres et des données météorologiques permet d’optimiser encore davantage les systèmes.
  • Les solutions ERP intégrées peuvent permettre d’automatiser davantage l’engagement des équipes en planifiant et en programmant les ordres de travail et en suivant les mises à jour de l’exécution dans le cadre des paramètres fixés par le budget.
  • Les solutions ERP peuvent être combinées avec des solutions mobiles sur le terrain pour permettre aux équipes de terrain de saisir les détails pendant la coupe de la végétation.

LiveEO vend en fait deux produits. Le premier est le « frontend » qui est conçu pour les décideurs et les gestionnaires et qui fournit une vue d’ensemble du réseau. Le second est une application mobile qui permet au personnel sur le terrain de prendre en charge des tâches spécifiques de gestion et de documenter l’avancement du traitement. « Cela permet une communication transparente entre tous les niveaux d’utilisateurs, » explique Sven Przywarra, co-fondateur de LiveEO GmbH.

Mais la DB se concentre également sur la gestion des perturbations majeures, et en particulier sur l’information aux passagers. Si une perturbation empêche les trains de poursuivre leur route ou les détourne, le besoin d’information des voyageurs augmente drastiquement. Pour la Deutsche Bahn, la principale préoccupation est donc de ne pas créer un vide d’information et de tenir les clients informés aussi rapidement et continuellement que possible. Il est alors nécessaire de disposer des bonnes informations le plus rapidement possible. Où se trouve exactement « l’arbre sur la voie » ? Quelles lignes sont bloquées ? Quels sont les trains arrêtés ? Où les trains sont-ils garés ? Qu’est-ce que cela signifie pour l’ensemble de l’exploitation ferroviaire ? C’est là que LiveEO entre à nouveau en jeu. « Les données satellitaires pourraient nous être d’une aide énorme, même en cas de panne. Cette année (2020), nous prévoyons de tester si la technologie peut nous donner un aperçu plus rapide de la situation sur les lignes en cas de perturbation que ce qui est possible actuellement. L’objectif est de maintenir la phase d’incertitude pour les clients aussi courte que possible et de publier une prévision le plus tôt possible, » explique Sabina Jeschke. Qui montre aussi les possibilités de l’IA au sein des chemins de fer : « les assistants linguistiques ou les « chat bots » pourraient également être utiles, car les systèmes intelligents aident les employés à faire face rapidement à l’augmentation soudaine du besoin d’informations. »

(photo pqsel)

LiveEO est un bon exemple d’entreprise qui applique des analyses d’énorme quantité de données d’observation de la Terre pour fournir un service précieux, plus sûr et moins coûteux que l’approche traditionnelle de surveillance de la végétation des lignes ferroviaires. De nos jours, il existe une pléthore d’images satellites avec une résolution allant jusqu’à un cm et une fréquence de plusieurs fois par jour. L’imagerie satellitaire est de plus en plus compétitive, ce qui en fait baisser le coût. Il existe d’autres applications innovantes qui utilisent l’interférométrie radar par satellite pour détecter les affaissements, qui sont un grand danger pour le réseau ferroviaire.

Avec près de 2000 satellites en direct autour du globe, obtenir une image détaillée de n’importe quelle partie de la surface de la Terre n’est plus un problème. Le défi consiste à déterminer ce qu’il faut faire de toutes ces images. L’analyse des données géospatiales est le prochain grand marché de l’espace. Il est certain que les prochaines années vont voir une forte hausse de l’utilisation combinée des images satellites et de l’IA pour augmenter la sécurité de la gestion des actifs d’un réseau ferroviaire et prévenir les dangers futurs, y compris par intégration en temps réel de données météo…

Sources :

2018 – Network Rail – Earthworks Technical Strategy

2019 – Sifted – Maija Palmer – Airbus launches satellite data platform

2019 – Innoloft – Lucia Walter – LiveEO is the startup of the week 36: Innovative Infrastructure Monitoring from Space

2019 – Okeanos Consulting & Ruhr-Universität Bochum – Dr.-Ing. Benjamin Mewes und Dr.-Ing. Henning Oppel – Künstliche Intelligenz in den Dienst von Mensch und Umwelt stellen

2020 – Geof Zeiss – Using satellite imagery to prioritize vegetation management for utilities

2020 – Deutsche Bahn – Prof. Dr. Sabina Jeschke – Ruhe in den Sturm bringen

2020 – Eisenbahn Journal – Stefan Hennigfeld – Vegetationspflege mit künstlicher Intelligenz

(photo Reinhard Dietrich via wikipedia)

Domicile-travail : le monde d’après encouragerait la voiture ?

C’est ce qui ressort de trois enquêtes distinctes, parmi d’autres. L’auto pourrait revenir en force dans les comportements. Explications.

L’enquête de Yougov concernait en réalité vingt villes européennes et interrogeait 7.545 adultes qui y vivent. Pour sa partie allemande, ce sondage interrogeait des citoyens de Berlin, Hambourg, de la région métropolitaine Rhin / Main, de Munich et de Cologne, soit les villes majeures d’Allemagne.

Selon ce sondage Yougov au nom de l’association Transport & Environnement, de nombreux allemands souhaiteraient être plus souvent en auto après la crise du Covid-19 qu’avant. 41% des allemands (et 46% des européens…) interrogés ont déclaré vouloir effectuer un trajet de A à B avec leur propre voiture ou une voiture de location, davantage qu’auparavant. Seuls les Berlinois préfèrent davantage les bus et les trains (40%) que les voitures (34%).

Par ailleurs, 35 % des personnes interrogées ont déclaré qu’elles n’avaient pas utilisé les transports publics locaux régulièrement depuis le début de la crise et qu’elles ne continueraient pas à le faire dans le futur proche par crainte d’une infection. Cela pose une réelle question de pertinence des transports publics, déjà confrontés aux mesures de distanciation.

Une bonne nouvelle tout de même, un bon quart (26%) de toutes les personnes interrogées souhaitent faire du vélo plus souvent, 28% souhaitent utiliser malgré tout davantage les transports publics qu’auparavant. 28% des personnes interrogées à Berlin et Munich souhaitent également faire davantage de marche à pied.

Il est évidemment difficile de tirer des conclusions, notamment par la nécessaire distinction à faire entre « souhait » et « exécution », ce que le sondage n’éclaire pas. Certains citoyens seraient dans un premier temps tenté par « la bulle protectrice » que représente l’automobile, mais la question n’a pas été posée. De plus, ce sondage a été réalisé en phase de déconfinement généralisé en Europe, et beaucoup de gens ne souhaitent qu’à revenir à leur vie d’avant, car pour l’immense majorité rien n’a changé en termes d’emploi, de domicile, de distance, si ce n’est le télétravail. Plus de la moitié des personnes interrogées (51%) étaient entièrement ou partiellement d’accord avec l’affirmation selon laquelle la vie quotidienne normale devrait reprendre au plus vite, même si cela s’accompagnait d’une augmentation de la pollution atmosphérique.

Curieusement, l’association Transport & Environnement, qui a commandité l’enquête, ne fait pas état de cette volonté d’augmentation du véhicule privé et préfère n’en retirer que les chiffres plus en phase avec son combat, notant par exemple qu’ « une nette majorité de citadins à travers l’Europe ne veut pas voir la pollution de l’air revenir aux niveaux d’avant Covid-19 et soutient de profonds changements dans les transports pour protéger l’air pur. » On en sait pas d’où elle sort le terme « soutient de profonds changements »…

Une autre enquête purement allemande a été effectuée par l’ADAC (fédération d’automobile clubs d’Allemagne) en avril dernier, mais elle élargit le panel au-delà de la seule sphère urbaine, sur 2.145 personnes. Selon cette enquête, la majorité des personnes interrogées utiliserait à l’avenir les moyens de transport individuels « sans grands changements substantiels. » Ce qui permet de confirmer la dichotomie depuis longtemps observée entre les urbains et les péri-urbains, plus dépendants de l’auto malgré l’instauration de bons services de train en Allemagne (S-Bahn notamment…).

« La circulation automobile reviendra plus rapidement à un niveau supérieur, car les gens estiment à juste titre qu’ils sont davantage en sécurité dans leur propre véhicule », rapporte Stefan Gerwens, responsable du trafic à l’ADAC. Le sociologue Andreas Knie, qui dirige le groupe de recherche « Mobilité numérique et différenciation sociale » au Centre scientifique de recherche sociale de Berlin (WZB), en faveur d’un changement radical de mentalité, ne dit pas autre chose : « Si nous ne restons pas vigilants en termes de politique locale et fédérale, cette crise du Covid-19 entraînera une augmentation spectaculaire du trafic automobile. Il y aurait encore plus de circulation automobile que jamais auparavant parce que – subjectivement parlant – il vaut mieux s’asseoir seul dans sa propre voiture que, par exemple, dans un métro bondé. »

Une troisième enquête de Deloitte Suisse a abouti à des résultats similaires : si les répondants ont déclaré qu’à l’avenir, ils marcheraient ou pédaleraient davantage, les moins de 30 ans confirmeraient également une tendance au transport privé motorisé. 26% d’entre eux pensent qu’ils prendront plus souvent la voiture à l’avenir.

Ferdinand Dudenhöffer, directeur du Centre Automotive Research de Duisburg, prédit qu’il n’y aura pas de diminution de la densité des voitures, car les anciens modèles rouleront tout simplement plus longtemps. « À l’avenir, la densité des voitures en Allemagne et en Suisse tendra à augmenter davantage. Il n’y a actuellement aucun renversement de tendance perceptible, » explique-t-il au Schweizam Wochende.

Pour Marion Tiemann, experte circulation chez Greenpeace Deutschland, c’est dramatique, bien qu’elle espère que ce ne soit que temporaire. L’évitement des transports publics en faveur du transport individuel « pourrait augmenter le nombre de kilomètres parcourus en voiture jusqu’à 20 milliards par an dans les seules grandes villes [allemandes, ndlr]. Cela signifie plus d’embouteillages et plus de dioxyde de carbone (CO2) nuisible au climat, » explique-t-elle au Redaktion Netzwerk Deutschland.

Cette méfiance du transport public propulse le vélo au rang de solution sanitaire : il permet en effet de coller aux mesures de distanciation gouvernementales, car il est bien rare à vélo de se suivre à moins de deux mètres. Dans de nombreuses villes d’Europe, des bandes de circulation automobile ont été supprimées au profit du réseau cycliste. C’est le cas à Bruxelles sur la célèbre rue de la Loi, et dans certains quartiers de Berlin avec une série de pistes cyclables dites pop-up dans les quartiers du Kreuzberg et Friedrichshain, ce qui est loin de quadriller toute la ville.

Brême (photo Ulamm via wikipedia)

Mais ces opérations sont sporadiques et le plus souvent issues de plans ou de promesses politiques datant de plusieurs années. Les plus fins observateurs notent que le Covid-19 n’aurait souvent été que l’excuse idéale pour certains partis de mieux faire passer la pilule auprès de leurs électeurs. Regine Günther, des Verts berlinois, assume cette politique éclair en expliquant à Die Welt que « des coalitions municipales auraient besoin de mois, voire d’années, pour faire [ce qui a] été mis en œuvre au pas de course à Friedrichshain-Kreuzberg, » faisant hurler certains pour ce coup de force et ce déni de démocratie.

Reste à voir si ces projets seront pérennes. Andreas Knie remarque que les villes « cyclables » ont toutes à leur tête des majorités associant les Verts. « Le nouveau maire de Hanovre, Belit Onay des Verts, a été élu fin 2019 avec l’engagement clair de réduire le nombre de voitures. A Munich, la nouvelle majorité verte-rouge du conseil municipal veut aller dans ce sens, » explique-t-il au Süddeutsche Zeitung. À Hambourg, les Verts, encore eux, négocient un accord de coalition avec le SPD. Et pour les autres villes ? C’est moins clair. On peut honnêtement douter que l’élection des Verts dans de nombreuses municipalités d’Allemagne et d’Europe soit le seul fait de leur politique cycliste, mais c’est un autre sujet.

De nombreuses études ont montré que des villes plus piétonnes et plus cyclistes ne faisaient pas péricliter le commerce. Anvers, en Belgique, a l’une des plus longues artères commerçantes piétonnes d’Europe, dans une ville où on vote généralement… à droite. A Gand, à Strasbourg ou encore Vienne, de vastes zones piétonnes ne sont traversées que par les trams, solution peu polluante.

>>> À lire : Le tram, une plus-value pour les commerces ? C’est évident…

La grande misère annoncée de transport public
Mais sondage ou pas, la grande question est de ne pas s’en tenir à une opposition binaire et stérile entre « gentils cyclistes urbains » et « méchants détenteurs de SUV ». Entre le deux, il y a le transport public, qui a énormément souffert des restrictions liées au Covid-19, y compris en Allemagne. Le nombre d’usagers dans les bus, les tramways, les métros et les S-Bahn a considérablement diminué. L’Association des entreprises de transport allemandes a mis en garde contre des difficultés financières massives, faisant état de perte de ventes pouvant atteindre un milliard d’euros par mois. Dans tous les pays d’Europe, c’est la même situation, particulièrement injuste quand on sait les efforts méritants du personnel qui a maintenu le service public au plus fort de la crise.

Il flotte une curieuse impression que le monde politique semble avoir la certitude que tout va rentrer dans l’ordre d’ici peu. Sauf qu’un endettement massif de ces sociétés publiques municipales mettrait en sourdine tous les beaux projets d’investissements que nous avons souvent évoqué dans nos colonnes. Ce qui donnerait du grain à moudre à certains radicaux qui estiment finalement qu’il est moins cher de n’investir que dans les pistes cyclables et d’oublier le reste. Une erreur grave : « oublier » la périphérie et le péri-urbain, c’est entériner encore davantage le mode automobile, indispensable autour des villes, et c’est peut-être aussi accentuer un mouvement d’installation des activités tertiaires du centre-ville vers la périphérie, plus accessible. Moins de bureaux en ville signifie moins de taxes, moins de rentrée dans l’horeca le midi et précarisation croissante des citadins.

>>> À lire : Le télétravail, fossoyeur de la restauration ?

Le télétravail et la digitalisation : un risque d’exode urbain…

La chercheuse suisse Karin Frick, économiste et membre du comité exécutif du Gottlieb Duttweiler Institute, confirme cette hypothèse, doublée d’un autre constat. Le télétravail, s’il diminue la pression sur les transports, pourrait voir l’adoption du « bureau à domicile », lequel aura un impact sur notre façon de vivre et sur notre mobilité. « Aller au bureau seulement une ou deux fois par semaine pendant quelques heures, est susceptible [d’engendrer l’acceptation] d’un trajet plus long pour vous rendre au travail. » En clair : on s’éloigne des villes encore davantage, et le bureau à domicile pourrait signifier par ailleurs le besoin d’un espace de vie plus grand qui devient plus important. « Après tout, vous restez davantage à la maison pour y vivre et travailler sous un même toit, d’où le besoin d’espace, » impossible à trouver en centre-ville. Andreas Knie explique qu’« avec le virus, une sorte d’accélération de la numérisation s’est également produite. » En poussant plus loin, Karin Frick met en garde : « à long terme, le bureau à domicile pourrait conduire à une évasion urbaine. » Qui ferait la part belle à l’automobile…

(photo Matilda Wormwood via pexels)

En France, Elodie Franco Da Cruz, responsable des Études chez Cadremploi, ne dit pas autre chose : « La période de confinement a engendré chez les cadres beaucoup de réflexion et de remise en question, notamment sur leur lieu de vie, 68 % d’entre eux déclarent qu’ils seraient prêts à partir vivre au vert. » Tout en rappelant les réalités françaises : « s’ils sont certes prêts à s’éloigner, ils souhaitent garder un temps de trajet domicile – lieu de travail inférieur à 1h… Le passage à l’acte pourra donc s’avérer plus difficile qu’il n’y paraît ! »

>>> À lire : 68% des cadres français voudraient partir au vert

Cette conception va à l’encontre de l’écologie radicale qui prône au contraire une sobriété tant dans l’espace rural bâti que dans la consommation de déplacements. Les sociologues pointeront aussi ce nouveau style de vie conçu pour des diplômés qui « peuvent se payer des baraques d’enfer au milieu de la verdure et vivre avec les meilleures technologies digitales, » laissant les sans-grades au cœur des villes. De nouvelles inégalités en perspectives !

Mais Karin Frick se veut au final plus rassurante : « Je ne peux pas imaginer que la politique dans les villes vertes donnera plus d’espace aux voitures. Dès que les gens se sentiront à nouveau en sécurité dans les transports en commun, ils laisseront de plus en plus la voiture dans le garage. » Et on peut espérer un retour au train pour beaucoup, même si le télétravail devait devenir une nouvelle norme…

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Comment le fret ferroviaire peut revenir après le Covid19

Shuttle Melzo-Rotterdam de passage dans le Limbourg néerlandais, avril 2019 (photo Rob Dammers via license flickr)

Contrairement à une idée fort répandue, ce ne sont pas les transporteurs maritimes qui ont créé la mondialisation mais bien les industriels eux-mêmes. Au fil des décennies, les entreprises mondiales ont pu ainsi concentrer leur production géographiquement afin d’économiser de l’argent et de créer des usines mono-produit, parfois au niveau mondial. Le transport maritime n’a été qu’un simple facilitateur, un outil de la mondialisation, matérialisé par le conteneur ISO. Mais ces transporteurs n’étaient pas à l’origine des flux. C’est là que se situe le plus grand défi pour les chemins de fer. Pour plusieurs raisons.

Prenons justement l’exemple du transport de conteneurs par rail : il dépend entièrement des décisions industrielles des chargeurs. Certains préfèrent décharger dans un port plutôt qu’un autre, pour des raisons très diverses qui concernent l’optimisation de leur chaîne logistique. Les politiciens, malgré leur bonne volonté, ne peuvent rien faire sur la construction de ces flux : cela relève de l’entreprise privée, de son business et de sa clientèle. Si plusieurs industriels décident de modifier leurs flux logistiques, il peut arriver qu’un transporteur maritime préfère alors éviter un port et se concentrer dans un autre port voisin. Cela a un impact majeur sur le trafic des trains : une route maritime en moins, cela signifie la disparition de 10 à 30 trains intermodaux par semaine. Personne ne demandera l’avis des opérateurs ferroviaires, qui sont en position de simples sous-traitants. Or tout le monde connait la très lente réactivité du chemin de fer, contrairement au transport routier. Ce qui se passe avec le monde maritime pourrait très bien arriver au sein du Continent européen.

Jadis, le fret ferroviaire en Europe avait comme unique actionnaire l’État, ce qui signifiait souvent un manque d’argent et des décisions industrielles absurdes, souvent politiques. Tout le monde est perdant avec ce système.

Parfois, il y a un manque très clair de réactivité. En France par exemple, la SNCF a supprimé l’année dernière, pour des raisons techniques, un flux de produits alimentaires entre Perpignan et Paris. Elle aurait pu remplacer les vieux wagons par des conteneurs frigo à l’instar de ceux utilisés par les espagnols, de la firme hollandaise Unit45. Mais rien ne s’est passé. En Allemagne, le rachat du logisticien Schenker par la Deutsche Bahn n’a pas apporté la souplesse et les trafics au rail, parce que les flux logistiques de Schenker « ne convenaient pas au transport par rail et aux habitudes de travail du chemin de fer  » ! Tout cela montre la grande difficulté de faire coïncider les métiers ferroviaires avec ceux de la logistique…

>>> À lire : Fret ferroviaire, pose-t-on les bonnes question ?

C’est cela qu’il faut éviter après la pandémie : il y a de l’espoir pour un renouveau du fret ferroviaire, à condition de ne plus répéter les erreurs du passé.

Transformation à long terme
La pandémie du COVID-19 oblige la plupart des entreprises à apporter de grands ajustements à leurs besoins actuels en matière de chaîne d’approvisionnement. Beaucoup de CEO déclarent que les flux industriels sont appelés à devenir davantage « régionaux », plutôt que mondiaux. Même le patron du transporteur maritime français CMA-CGM ne dit pas le contraire, et cela va même influencer son propre business maritime, a-t-il prévenu la semaine dernière. Ce régionalisme pourrait être une grande opportunité pour les chemins de fer.

Plutôt que d’être de simples sous-traitants, les opérateurs ferroviaires devraient « avoir la main » sur les flux logistiques, en proposant des services complets entre bassins de production et de consommation. Il se peut que certaines propositions de flux puissent convenir à un grand nombre d’industriel.

Un domaine dans lequel les chemins de fer peuvent gagner des parts de marché est celui de l’entreposage, qui a beaucoup changé au cours de la dernière décennie, les systèmes d’information ayant rendu ces entrepôts plus efficaces pour localiser et préparer les articles stockés. Actuellement, de nombreuses entreprises offrent des espaces d’entreposage à court terme pour servir les entreprises qui ont besoin d’une plus grande flexibilité dans leur stockage. C’est une demande croissante d’entreprises plus petites, qui n’ont pas les capacités techniques des grands opérateurs comme DHL ou Amazon.

Le chemin de fer dispose là d’une grande opportunité, à condition d’être associé à un ou plusieurs partenaires qui dispose(nt) des ressources nécessaires pour construire des flux massifiés. L’État peut encourager cela, en disposant des terrains industriels, en encourageant la législation du travail vers plus de flexibilité la nuit et par des mesures fiscales au lancement. Tout cela doit bien-sûr être contrôlé.

Ces entrepôts doivent être des outils de massification des petits et grands colis, lesquels doivent pouvoir chaque soir remplir 2 ou 3 trains complets, chacun reliant en une nuit un bassin de consommation en Europe. L’idée n’est évidemment pas neuve, mais les chemins de fer n’ont jamais bénéficié d’entrepôts conçu pour ses caractéristiques. Plutôt que de construire le long des autoroutes, il faut construire le long des voies ferrées, même si cela impacte sur la signalisation du réseau (aiguillages supplémentaires, ré-espacement des signaux). Un entrepôt conçu sur base des techniques ferroviaires est un entrepôt conçu en longueur, 300 ou 500m. Cela permet d’éviter de devoir couper un train et d’effectuer de nombreuses manœuvres, très coûteuses.

Vers un renouveau

Le cabinet international d’avocats Baker McKenzie relatait récemment que la gestion des risques de la chaîne d’approvisionnement est devenue une priorité pour de nombreuses entreprises. Si le coût de ces processus de gestion des risques peut être élevé, il est souvent plus que compensé par les économies qu’il peut générer en contribuant à éclairer les décisions relatives à l’achat de stocks, à la gestion et à la délocalisation des processus de production entre les sites. Il est clair que cette activité s’est accrue de façon urgente, afin d’atténuer certains des impacts immédiats de COVID-19, notamment la chute énorme de la production dans certains secteurs.

À plus long terme, la numérisation de la chaîne d’approvisionnement sera de plus en plus le moyen par lequel les entreprises commenceront à élaborer des stratégies et à acquérir une résilience commerciale contre les perturbations de la chaîne d’approvisionnement. Dans ce contexte, les grandes analyses de données peuvent aider les entreprises à rationaliser leur processus de sélection des fournisseurs, tandis que le cloud computing est de plus en plus utilisé pour faciliter et gérer les relations avec les fournisseurs.

>>> À lire : Digital : un potentiel énorme pour le rail

Les opérateurs ferroviaires disposent déjà d’une flotte de locomotives modernes construites et entretenues par l’industrie, qui peuvent passer les frontières plus simplement que par le passé. Il faut maintenant accélérer la numérisation des wagons, par exemple l’identification par QR Code et le positionnement par satellite, accélérer la mise en place de processus automatisés, comme l’attelage automatique, et numériser l’ensemble de la chaîne opérationnelle.

Certains emplois basiques disparaîtront, quand d’autres seront créés. Profitons de l’ère de l’après-Covid pour remettre en selle un chemin de fer moderne, diversifié et en phase avec les flux logistiques de demain.

La politique des transports post-Covid ne passera pas par des interdictions de tel ou tel mode de transport. Elle passera par un encadrement et une diversification des transports, là où ils sont le plus pertinents. Le chemin de fer a une belle carte à jouer.

Il est donc impératif que le rail prenne lui-même en charge les flux logistiques et démontre sa capacité à servir les chaines industrielles de manière optimale. Souplesse, flexibilité dans les processus de travail et digitalisation des supply chains ferroviaires sont les clés du futur.

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(photo railcare)

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Des pièces lourdes désormais imprimées en 3D chez Deutsche Bahn

L’impression 3D n’est pas nouvelle pour la Deutsche Bahn. La compagnie publique ferroviaire allemande a en effet commencé à utiliser une imprimante 3D en 2015. Depuis, elle a imprimé près de 7.000 pièces détachées. La DB est le premier opérateur a avoir effectué une certification de l’impression 3D, octroyée par le TÜV SÜD, l’un des principaux organismes de certification dans ce domaine.

Avec l’impression 3D, la DB peut produire des pièces de rechange métalliques en peu de temps, réduisant ainsi considérablement les délais de livraison. « De cette façon, nous pouvons assurer un meilleur approvisionnement en pièces détachées et rendre les véhicules à la disposition de nos passagers plus rapidement », explique Stefanie Brickwede, chef de projet pour l’impression 3D à la Deutsche Bahn. « En particulier, il s’agit de pièces associées à de longs délais de livraison ou qui ne seraient plus disponibles. »

(photo Deutsche Bahn)

De grands développements
Jusqu’à récemment, l’impression 3D semblait ne concerner que des pièces légères en plastiques. L’évolution des technologies d’impression 3D a permit de développer toute une gamme de filaments plastiques hautes performances qui présentent des caractéristiques mécaniques similaires aux métaux. Il existe plusieurs types de matériaux hautes performances qu’on distingue par famille, comme celle des polyaryléthercétones (PAEK) ou encore des polyétherimides (PEI).

Mais les choses évoluent rapidement. L’impression 3D en métal est désormais disponible. Depuis plusieurs années, la technologie du Metal binder jetting, ou injection de liant sur lit de poudre, connaît un développement important. Le procédé est aujourd’hui utilisé par les plus gros acteurs de la fabrication additive métallique. Si l’impression 3D en métal utilise aujourd’hui principalement des technologies de fusion laser sur lit de poudre ou de fusion par faisceau d’électrons, de nombreuses autres technologies sont en train d’émerger, explique le webzine Technique de l’Ingénieur.

Il ne faut cependant pas confondre l’impression 3D avec l’usinage, aussi sophistiquée soit-elle. La principale différence est que l’impression 3D est une forme de fabrication additive, tandis que l’usinage est soustractive. L’usinage commence toujours par un bloc de matériau (appelé ébauche) qu’elle découpe pour créer une pièce finie. Cela produit fatalement de nombreux déchets. La réduction des déchets entre parfaitement dans une politique globale écologique et l’impression 3D peut répondre à ces défis. Mais bien entendu, derrière cela il y a surtout de nombreux avantages financiers.

Aujourd’hui, le marché de la fabrication additive métallique mondial dépasse toutes les prévisions de croissance. Or ce marché intéresse fortement les chemins de fer, qui sont parmi les plus gros consommateurs de métal dans le monde industriel.

Des délais de livraison plus courts, moins de déchets de production, les avantages sont nombreux. Le délai de livraison et d’attente des pièces spéciales lourdes pour l’entretien des véhicules pouvait prendre jusqu’à 24 mois auparavant. Les nouveaux processus d’impression ont considérablement réduit ce timing. « Grâce à la percée de l’impression en métal, nous pouvons désormais progressivement garantir un approvisionnement plus rapide en pièces détachées et nos trains reprennent rapidement la route » explique Sabina Jeschke, membre du conseil d’administration de la DB pour la numérisation et la technologie. « L’objectif est de disposer d’environ 10.000 pièces de rechange différentes disponibles en impression 3D d’ici 2021 ».

(photo Siemens)

Le processus permet non seulement d’économiser du temps, mais aussi des matières premières, car les pièces de rechange ne doivent plus être stockées en grande quantité, mais peuvent être fabriquées si nécessaire. La Deutsche Bahn déclare que cela minimise les déchets de production, réduit les stocks et élimine de nombreux transports. La fabrication additive contribue ainsi à la protection de l’environnement.

Une autre motivation est qu’après 20 ans, les pièces de rechange ne sont tout simplement plus fabriquées. Certains appareillages sont d’ailleurs obsolètes, comme tout ce qui concerne l’électricité. Au fil du temps, l’usure et la fragilité standard affaiblissent progressivement les pièces moulées par injection, ce qui signifie qu’elles doivent être remplacées tous les 10 à 15 ans. Les véhicules ferroviaires sont conçus pour avoir une durée de vie de plus de 25 ans, mais il n’est pas rare qu’un train reste en service pendant 40 à 50 ans, voire plus dans des cas exceptionnels. L’impression 3D permet de refaire des pièces qu’on ne trouve plus.

Le processus d’impression 3D est utilisé pour créer des objets tridimensionnels en appliquant et en solidifiant le matériau en couches minces. Il existe deux processus couramment utilisés :

  • L’impression 3D par dépôt de matière fondue sous le nom de FDM ou Fused Deposition Modeling. C’est un procédé qui utilise un filament continu d’un matériau thermoplastique. La tête d’impression est déplacée sous contrôle informatique pour définir la forme imprimée et dessine l’objet par différentes couches avec un matériau liquide.
  • Le processus de lit de poudre est traité à partir de la matière première sous forme… de poudre. Les couches individuelles sont chacune constituées d’une pincée de poudre. Dans le cas des plastiques tels que le polyamide ou des métaux tels que l’acier et le titane, un laser fond ou chauffe les granulés de poudre individuels avec une précision extrême. Dans le jargon technique, ces processus sont appelés fusion laser sélective (SLM) et frittage laser sélectif (SLS).

Pour qu’une pièce de rechange puisse être produite par un simple bouton, la DB crée des modèles de construction pour l’impression 3D à partir de dessins existants ou d’objets numérisés. La DB peut produire des composants pesant plus de 17 kilos et adaptés même aux trains ICE. L’impression prend environ une heure pour un porte-manteau ou deux jours pour une boîte à câbles. Cela signifie que cette méthode de production est particulièrement adaptée aux productions individuelles, mais qu’elle devient dès lors non rentable à partir de plus de 100 pièces.

L’impression 3D est également testée dans les gares : des panneaux de main courante en braille permettent aux personnes mal voyante de se repérer plus facilement dans les gares.

(photo Deutsche Bahn)

Partenariat et formation professionnelle
Au lieu de mettre en place elles-mêmes des centaines d’imprimantes 3D coûteuses, la Deutsche Bahn s’appuie sur un partenariat avec le réseau Mobility goes Additive . Plus de 40 entreprises – dont des universités mais aussi des start-ups -, se sont réunies pour stimuler ensemble les innovations en imprimante 3D. Des fabricants d’imprimantes et des prestataires de services d’impression, tout comme Siemens et d’autres partenaires, font aussi partie de ce partenariat.

Mobility goes Additive (MGA) a obtenu en décembre 2019 une première approbation pour l’utilisation d’une pièce de suspension de frein fabriquée par impression 3D. Cette pièce très lourde est maintenant utilisée sur le Hamburger Hochbahn.

L’organisme BOStrab, responsable de la réglementation fédérale allemande sur la construction et l’exploitation des systèmes de transport par train léger sur rail, a également participé à l’approbation de la pièce imprimée en 3D. À la suite de cette mise en service, une norme pour les futures approbations sera développée par BOStrab pour accroître l’application des composants et pièces de rechange imprimés en 3D dans le secteur ferroviaire.

La DB intègre également l’impression 3D dans la formation professionnelle pour la première fois. Les quelque 200 jeunes professionnels qui commencent leur apprentissage dans l’un des douze grands ateliers de maintenance en septembre 2019 fabriqueront à l’avenir des pièces en utilisant le processus d’impression 3D. La formation commerciale et technique n’ayant pas encore pris en compte l’impression 3D, la Deutsche Bahn a développé son propre programme de formation à sa sauce.

Normes et sécurité
Il est évident que l’impression 3D doit faire l’objet d’un cadre normatif et légal exigeant. L’impression 3D s’est développée rapidement ces dernières années et son potentiel d’innovation technologique comporte des aspects cachés avec des risques pour la sécurité, pour les droits de propriété intellectuelle, pour l’éthique criminelle et humaine. Il faudra être attentif aux pièces 3D « piratées », sans normes de qualité, comme on en voit dans le secteur de l’automobile. Au niveau des normes, il parait évident que chaque pièce fabriquée en 3D devra obtenir au minimum les mêmes critères de durabilité, d’usure et de qualité que la même pièce originale sortie d’usine.

L’impression 3D comporte un potentiel de développement considérable qui permet d’aider les entreprises ferroviaires à fournir des trains plus fiables, plus rapidement. Eviter des trains annulés ou qui encombrent les ateliers, c’est aussi un critère important pour promouvoir une politique modale. Des trains qui restent le moins possible en atelier, ce sont aussi des actifs qui rapportent plus d’argent…

(photo Deutsche Bahn)

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Triage autonome des wagons dans le port de Bremerhaven

Des manœuvres autonomes sont en cours de tests sur des voies ferrées du port de Bremerhaven, en Allemagne. Les résultats du projet de recherche « Rang-E – Manœuvres autonomes sur les rails portuaires » ont été présentés par l’Institut d’économie et de logistique du transport maritime (ISL).

(d’après l’article de l’Internationales Verkehrswesen – source ISL)

Un constat

Le rail est considérablement désavantagé en termes de réception et d’expédition dans les ports par les réglementations d’exploitation ferroviaire en comparaison par rapport au temps requis avec d’autres modes de transport. Après la séparation de la locomotive dans la zone portuaire, les trains ou wagons sont convoyés par une locomotive de manœuvre vers les terminaux, où des contrôles du train et du chargement sont encore nécessaires. En conséquence, les premiers mouvements de chargement des wagons de marchandises ne sont effectués que plusieurs heures après leur arrivée dans la zone portuaire. Pour les trains assemblés au port, les essais de freinage obligatoires et les les manœuvres entraînent des retards de deux ou plusieurs heures environ, avant que les trains ne puissent réellement quitter la zone portuaire pour se rendre dans l’hinterland. Il faut donc accélérer ces processus et c’est l’objet d’un programme numérique.

Le projet Rang-E (littéralement ‘triage numérique’) est financé par le ministère fédéral des Transports et de l’Infrastructure numérique dans le cadre de l’Initiative des technologies portuaires innovantes (IHATEC). Le consortium du projet Rang-E est composé d’experts de l’ISL, du BIBA et de l’IVE à Braunschweig, bien connu pour ses recherches en technologies. Rang-E fait référence aux entreprises portuaires allemandes en ce qui concerne les stratégies actuelles de numérisation de l’économie allemande, telles que l’Internet des objets (IoT) et Logistique 4.0. L’Institut d’économie et de logistique du transport maritime, fondé en 1954 à Brême, est l’un des principaux instituts européens de recherche, de conseil et de transfert de savoir-faire en logistique maritime.

Une manœuvre autonome permet d’optimiser la disposition et le contrôle de l’exploitation des locomotives dans le port, ainsi que dans la manutention de conteneurs et dans la manutention de wagons. Les terminaux de Bremerhaven offrent une excellente plate-forme, Bremerhaven représentant une part importante du trafic ferroviaire dans l’arrière-pays.

Depuis août 2017, les chercheurs analysent les processus de manœuvres autonomes de wagons au port de Bremerhaven. Cet emplacement est particulièrement bien adapté pour identifier les obstacles à l’automatisation car il s’agit d’un port historiquement bien conçu pour la desserte ferroviaire.

(Photo © Elbe-Weser GmbH)

Différents niveaux d’automatisation, notamment l’autonomie complète et la maîtrise des locomotives de manœuvre, sont mis à l’étude. En outre, il est aussi prévu de voir dans quelle mesure une opération de manœuvre peut être mise en œuvre au moyen d’une locomotives munies de batteries électriques. L’équipe d’experts a suivi deux approches différentes :

  • Automatisation du processus des manœuvres classiques

L’équipe du projet a identifié les différentes tâches manuelles répétitives requises par les manœuvres de trains de marchandises et les processus qui sont susceptibles d’être automatisés pour d’éventuelles opérations autonomes sur l’infrastructure portuaire.

Entre autres choses, des attelages automatiques modernes seraient nécessaires pour une opération de conduite autonome pour atteler et séparer des wagons de marchandises, qui seraient capables de se coupler ou de se séparer de manière sélective. En outre, toute une série de sous-processus devraient être automatisés pour une opération sans surveillance, par un ensemble de technologies dotées des capteurs permettant des tests de freinage, de tangage et même de contrôle du chargement.

Dans certains domaines, les premières approches d’automatisation existent déjà. Cependant, des concepts technologiques innovants nécessitent encore des recherches plus approfondies afin de rendre techniquement possible le fonctionnement autonome à l’avenir.

  • Création d’un « port idéal »

Au-delà des technologies d’automatisation, des processus et du cadre juridique obligatoire, l’équipe de recherche a identifié un autre moyen de gagner du temps et de l’argent dans les opérations ferroviaires du port : la conception d’une infrastructure portuaire devant permettre un minimum de manœuvre. Ce concept de « port idéal » nécessite des trains de blocs sur terminaux.

À cette fin, il est nécessaire que chaque terminal du port dispose d’un nombre suffisant de voies de chargement rectilignes d’une longueur de 700m et que les trains soient préalablement assemblés et triés. « La mise en œuvre du concept de port de type idéal semble difficilement réalisable à Bremerhaven en raison de la croissance des infrastructures. Le résultat de projet central issu de Rang-E – le concept de port idéal-type – convient comme impulsion de recherche pour le développement futur de nouvelles installations portuaires ailleurs dans le monde », explique le professeur Dr. med.

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Quand le rail s’associe au développement de l’intelligence artificielle aux Pays-Bas

NS et KLM vont s’associer à trois autres groupes néerlandais, à savoir ING, Ahold Delhaize et Philips, pour soutenir l’écosystème d’intelligence artificielle aux Pays-Bas en promouvant le développement de l’IA à travers le pays.

Un plan d’action gouvernemental, des entreprises qui investissent des millions dans des postes de professeurs : cette semaine, les Pays-Bas semblent tout mettre en oeuvre pour se joindre à la course à l’intelligence artificielle. Une lubie ? Tant les Chinois que les américains voient un potentiel technologique énorme. Aux États-Unis, l’intelligence artificielle est considérée comme cruciale pour l’économie. Le président russe Vladimir Poutine a même prédit que le pays doté de la meilleure intelligence artificielle dominera le monde. C’est déjà le cas avec les GAFA.

Baptisé ‘Kickstart AI‘, ce programme a pour objectif de combler l’écart entre les Pays-Bas et d’autres pays, tels que le Royaume Uni, les Etats-Unis et la Chine, qui ont réalisé des progrès notables dans ce domaine. Ce programme est destiné à promouvoir, stimuler et accélérer le développement de la technologie de l’IA dans le pays. Les Pays-Bas veulent non seulement accroître leur capacité éducative, mais aussi promouvoir la communauté de l’IA et mettre l’accent sur la position des Pays-Bas comme pilier mondial compétitif et pertinent dans ce domaine d’avenir.

Rendez-vous académiques
Les cinq entreprises prônent donc l’expansion des connaissances et des talents locaux afin de mettre en œuvre une intelligence artificielle non seulement axée sur ce qui est techniquement possible, mais qui réponde aussi aux questions éthiques et sociales que la société néerlandaise peut se poser. Grâce à leur collaboration, le gouvernement, l’industrie et les fournisseurs de technologie pourront mieux appréhender les défis sociétaux  et l’introduction de l’intelligence artificielle aux Pays-Bas sera accélérée. Ce programme soutenu au plus haut niveau gouvernemental s’adresse aussi aux consommateurs, lesquels pourront bénéficier d’un service plus personnalisé, de plus de confort et d’un plus grand choix dans divers domaines comme l’alimentation, les voyages, la santé et les finances.

Lors du congrès SpoorData, l’entreprise ferroviaire publique Nederlandse Spoorwegen (NS) déclarait que « nous appelons les entreprises à coopérer pour résoudre un problème social, celui de la mobilité. » Le quotidien de millions de personnes qui fréquentent Ahold Delhaize, ING, KLM, Philips et NS a en commun l’alimentation, les voyages, la santé et les finances. En tant qu’organisations de la société néerlandaise, ces sociétés, incluant les chemin de fer néerlandais, ont bien compris le potentiel que l’intelligence artificielle pouvait offrir afin d’améliorer la vie quotidienne aux Pays-Bas. C’est pourquoi ils ont uni leurs forces pour appeler les autres acteurs de l’industrie et du secteur à prendre des mesures afin de stimuler la coopération et de créer un écosystème florissant pour l’IA aux Pays-Bas, au bénéfice des citoyens. Reste à voir évidemment le concret de des belles idées.

Une mine d’or
Les entreprises et les organisations publiques ou autres ont accès à une montagne de données sans cesse croissante : c’est le big data. Des données que l’on peut utiliser, par exemple, pour rationaliser des processus d’entreprise, introduire de nouveaux services ou augmenter le chiffre d’affaires.

Mais les hollandais font ce constat : il n’y avait pas assez de formateurs pour enseigner les métiers de l’IA aux étudiants. Du coup, un certain nombre d’entreprises s’investissent au sein des universités par le biais de divers partenariats. Les chemins de fer néerlandais sont de la partie, où l’intelligence artificielle n’est plus une lubie mais une perspective d’avenir. « L’intelligence artificielle est vraiment essentielle à la survie du chemin de fer », explique le porte-parole des NS, Hessel Koster. Et ce n’est pas une blague de geek. Qu’on s’en rappelle : en 2018, l’opérateur ferroviaire ProRail s’alarmait du nombre de voyageurs à venir, prévoyant une augmentation de 45% d’ici 2030 sur le réseau ferré. L’entreprise avertissait les autorités et les opérateurs ferroviaires que cette augmentation rendait de plus en plus difficile l’attribution de capacités d’infrastructure supplémentaire. Il n’y aurait par ailleurs plus de terrains disponibles pour quadrupler, voire sextupler les voies. Message entendu ?

>>> À lire : Pays-Bas – le réseau atteint ses limites. Vers un horaire à la six secondes ?

Le gestionnaire d’infra et l’entreprise publique NS font donc pression sur le gouvernement pour qu’il investisse des fonds supplémentaires dans ce qui reste possible en matière d’infrastructures, mais aussi en s’orientant vers d’autres solutions à l’étude, dont notamment le train autonome. La boucle est bouclée.

Déjà de l’IA aux chemins de fer ?
Les chemins de fer néerlandais NS se targuent d’utiliser déjà de l’IA. « Nous appliquons déjà pas mal d’IA et ne nous y trompons pas, de nombreux informaticiens travaillent maintenant aux NS. Nous sommes davantage que des conducteurs et des chefs de gare. Avec vos conseils de voyage, vous pouvez maintenant voir l’occupation du train. Tout cela est déterminé par l’IA. Nous avons utilisé cette technologie pour laisser un ordinateur déterminer à quel moment un train transporte de nombreuses personnes et où se trouvent ces personnes dans le train », explique Koster. Ainsi, en tant que voyageur, vous pouvez voir où vous pouvez vous installer pour avoir la plus grande chance de vous asseoir.

Un exemple d’occupation des trains…

Mais les NS regardent encore plus loin. « Pour utiliser des trains autonomes, par exemple, vous avez également besoin de l’intelligence artificielle. De la même manière que cela est nécessaire pour les voitures autonomes. »  Un essai de train autonome aura lieu sur la ligne Lelystad – Zwolle, au nord-est d’Amsterdam. Les voyageurs ne pourront pas encore utiliser ce train et, dans un premier temps, un conducteur sera présent dans la cabine pour parer à toute éventualité.

Le premier train à conduite autonome NS sera une automotrice de type Sprinter New Generation (SNG). Une unité informatique a été installée dans la cabine de conduite, laquelle fera rouler et fonctionner le train. L’ordinateur contient toutes les données du train et de l’infrastructure, et est capable de contrôler le convois. Ce n’est pas la première fois que des trains autonomes sont testés aux Pays-Bas.

Dans le nord du pays, L’opérateur privé Arriva et le gestionnaire d’infrastructure ProRail y travaillent également depuis le début de cette année. Le transporteur privé Arriva a mis à disposition une ses rames voyageurs pour un test conduit entre Groningue et Buitenpost avec la technologie ATO (Automatic Train Operation), qui permet aux trains de circuler de manière indépendante sur la voie. La technologie ATO comprend quatre niveaux différents d’exploitation automatique des trains. Les tests actuels avec des trains à conduite autonome concernent les tests avec le système ATO niveau 2. Cela signifie que le conducteur reste responsable mais que seules certaines tâches sont reprises. Ce test entre Groningue et Buitenpost mesurait l’effet de la conduite sous ATO sur le respect de l’horaire, la précision des arrêts en gare et la consommation d’énergie. Cette coopération  de recherche rassemble Arriva, la province de Groningue, ProRail et Stadler. Une région qui participe au futur technologique du rail, cela mérite d’être souligné.

Le rail néerlandais est donc résolument tourné vers son futur… et quelque part son avenir, et c’est une différence majeure par rapport à ce qui se passe au sud d’Anvers…

La culture nordique d’accompagnement
L’annonce par NS, KLM, Philips, ING et Ahold de collaborer à l’intelligence artificielle Kickstart coïncide avec le lancement du plan d’action stratégique AI (SAPAI) et de la coalition néerlandaise AI. Et c’est ici que l’on peut mesurer la différence : dans l’Europe du nord, l’Intelligence artificielle est une opportunité économique majeure et ne souffre pas de débats émotionnels ni d’une culture du refus que l’on voit ailleurs. Résultats : c’est tous ensemble que élus, secteur public et entreprises privées se mettent à la tâche. Une forme d’intelligence collective qui rend ces pays si attractif. D’ailleurs, on parle bien aux Pays-Bas de maintenir conjointement la croissance et la compétitivité de l’économie néerlandaise.

Un exemple concret de cette mentalité nordique si pragmatique : un cours national d’intelligence artificielle sera organisé dans le but de promouvoir l’acceptation de l’IA aux Pays-Bas et d’accroître les connaissances à son sujet. Le pays prépare un concours visant « à rehausser le profil mondial des Pays-Bas (sic),» en mobilisant les talents de l’intelligence artificielle dans le monde entier pour relever les défis sociétaux, comme dans le domaine de la santé et de la mobilité.

Un deuxième exemple concerne des investissements réalisés à travers un partenariat public-privé en nominant des membres du personnel académique universitaire afin de permettre à la prochaine génération de talents en IA d’accéder à l’éducation, à la formation et à des universités de renom. Le premier engagement est de créer cinq partenariats au sein d’institutions néerlandaises, créant ainsi 25 postes. « Les efforts communs des universités et des entreprises sous le drapeau de Kickstart AI, soulignent l’urgence d’accélérer l’éducation et la conservation des talents en intelligence artificielle, et montrent à quel point nous sommes engagés dans la collaboration et les investissements afin d’accélérer l’innovation aux Pays-Bas », explique Maarten de Rijke, professeur à l’Université d’Amsterdam et directeur du Centre d’innovation pour l’intelligence artificielle. L’objectif est que d’ici la fin 2020, près de 170.000 personnes soient inscrites au cours, qui sera également disponible en anglais.

Une petit pays d’à peine 18 millions d’habitants qui s’engage sur une telle voie, ça force le respect…

Comment l’intelligence artificielle va révolutionner la mobilité

L’intelligence artificielle (IA) peut apporter une contribution importante à la révolution de la mobilité. Dans le cadre d’une mobilité en réseau intelligent, les personnes se déplaceront d’un lieu à l’autre et les marchandises seront transportées de manière économe en ressources. Des experts en plateformes de systèmes d’apprentissage (learning systems) décrivent dans un rapport récent ce qui serait le moyen le plus sûr, le plus souple et le plus économique de se déplacer sur la route, sur les rails, sur l’eau ou dans les airs.

Les learning systems offriraient un grand potentiel pour relever les défis de la mobilité actuels, selon ces experts. « Moins de congestion, d’accidents et d’émissions polluantes – l’IA peut nous aider à atteindre ces objectifs pour la mobilité du futur. Pour se rapprocher de cette étape, les moyens de transport et les infrastructures de transport doivent être intelligemment mis en réseau », explique Christoph Peylo , responsable du centre Bosch pour l’intelligence artificielle et co-responsable du groupe de travail ‘Mobilité et systèmes de transport intelligents’ de la ‘Plattform Lernende Systeme’. L’idée : des capteurs, des caméras et des infrastructures ainsi que des plates-formes intelligentes qui collectent les données, les gèrent et les partagent en données de trafic. Des techniques d’apprentissage automatique (ML) de plus en plus puissantes sont utilisées pour traiter l’énorme masse de données collectées.

Au sein du groupe de travail « Mobilité et systèmes de transport intelligents » de la ‘Plattform Lernende Systeme’, des représentants de la science et de l’industrie ont examiné les possibilités et les défis que posent les learning system pour chaque mode de transport. Pour son premier rapport, le groupe de travail a identifié cinq domaines d’action qui devraient être abordés par la science, l’industrie, la politique et la société afin de promouvoir la mobilité basée sur l’intelligence artificielle et des systèmes de transport intelligents, durables et axés sur la demande : mise en réseau et interaction des systèmes, disponibilité des flottes de matériel roulant, état des infrastructures, interaction homme-machine (MMI) dans l’espace de mobilité, sécurité dans les systèmes de transport intelligents et aspects sociaux.

Pour les membres du groupe de travail, les learning systems doivent être développés pour tous les modes de transport, y compris les chemins de fer. Leurs applications vont des drones de livraison sans pilote aux systèmes ferroviaires en réseau avec locomotives autonomes, ou encore des formes intelligentes de mobilité dans les transports publics et le covoiturage, ainsi que les véhicules autonomes. Ces développements parfois concurrents sont utilisés en parallèle dans un même environnement – par exemple dans le réseau routier et ferroviaire existant – et peuvent avoir des effets considérables sur notre société. Que dit ce rapport en ce qui concerne le domaine ferroviaire ? C’est ce que nous allons voir mais il faut au préalable quelques bases en intelligence artificielle.

C’est quoi le ‘learning system’ ?
Malgré la confusion qui entoure sa définition et sa valeur commerciale, l’intelligence artificielle continue de progresser. L’apprentissage automatique est une méthode d’analyse de données qui automatise la création de modèles analytiques. Ces modèles basés sur des algorithmes sont principalement construits à partir de techniques statistiques et d’informatique théorique et exploitent de vastes ensembles de données pour apprendre et s’améliorer en permanence.

Dans un sens, les systèmes d’apprentissage et l’intelligence artificielle (IA) sont arrivés depuis longtemps dans la vie privée et professionnelle : nous restons en contact les uns avec les autres à tout moment via un smartphone, nous avons accès à un large éventail d’informations en temps réel via des systèmes d’assistance intelligents, qui nous aident notament au travail, à la maison ou à nous guider (Google Maps). Mais la question essentielle est de savoir comment traiter ce que nous laissons derrière nous, c’est à dire les données.

De nos jours, la plupart des chercheurs en intelligence artificielle s’intéressent aux quantités énormes de données avec des algorithmes très avancés qui utilisent des learning system pour créer des modèles. « On arrive à faire des prévisions de très bonne qualité en utilisant d’énormes bases de données, » note Emma Frejinger, professeure agrégée au Département d’informatique et de recherche opérationnelle à l’Université de Montréal. « C’est quelque chose qui n’était pas possible avant

On trouve généralement trois types de learning system :

  • En 2019, la majorité des programmes d’apprentissage étaient encore de type supervisés, c’est-à-dire qu’ils ont besoin d’être nourri par des données annotées par des développeurs. L’apprentissage supervisé apporte une base de données pré-construite au système. Les développeurs spécifient la valeur des informations, par exemple, si elles appartiennent à la catégorie A ou B. C’est un travail fastidieux et exigeant, qui comporte un risque important d’erreurs.
  • L’apprentissage par renforcement est un processus automatique par lequel l’IA s’améliore sans intervention humaine. L’IA a accès aux données et améliore constamment ses réponses par l’apprentissage.
  • L’apprentissage non supervisé aide à trouver des modèles dans un ensemble de données sans étiquettes préexistantes. Deux des principales méthodes utilisées dans l’apprentissage non supervisé sont l’analyse en composantes principales et en clusters (grappes).

L’apprentissage profond (ou deep learning) est l’évolution la plus poussée de l’IA à ce jour. Il fait partie d’une famille plus large de méthodes d’apprentissage automatique basées sur des réseaux de neurones artificiels. Le deep learning peut être supervisé, semi-supervisé ou non supervisé. Il exige une importante capacité de traitement informatique ainsi qu’une grande quantité de données étiquetées pour appréhender la tâche dont il est question. Il peut ainsi atteindre le plus haut degré de précision possible en matière de données.

Au niveau technique, ces apprentissages peuvent être grandement accélérés par le déploiement de la 5G, qui fait débat dans plusieurs pays, ainsi que des serveurs à grande capacité.

Quel potentiel pour la mobilité ?
L’intelligence artificielle existe déjà sous différentes formes dans le domaine de la mobilité : d’une part avec les systèmes d’assistance et d’automatisation qui sont déjà implémenté dans chaque système de transport. Et d’autre part par l’utilisation de l’IA pour les opérations, la planification et la gestion des actifs. Mais il faut aller beaucoup plus loin.

L’objectif est de rendre la mobilité multimodale efficace et conviviale, en exploitant l’énorme potentiel d’optimisation entre chaque opérateur. Cela nécessite un couplage beaucoup plus fort des systèmes de chacun, avec tout ce que cela implique au niveau technique et réglementaire, par exemple au niveau de la protection des données.

De grandes quantités de données
La mobilité est certainement un secteur qui produit le plus de données. Les volumes sont croissants d’année en année. Quand vous mettez en marche la touche « position » sur votre smartphone, celui-ci enregistre la totalité de vos déplacements, et même de vos mouvements avec une application sportive, par exemple. Toutes ces données partent vers des serveurs et sont analysées. Dans de nombreuses villes, nous trouvons par exemple le métro, l’autobus, les différents services de taxi, le vélo et l’automobile en partage. Mais ils sont tous liés les uns aux autres puisqu’ils utilisent tous les mêmes routes. Votre smartphone enregistre tous les transports que vous empruntez, le temps que vous y passez et la fréquence chaque semaine ou chaque mois. D’où la nécessité de regarder la situation de manière globale. Ce sont ces services dans leur ensemble que l’on veut mieux comprendre et mieux planifier. Tous les modes de transport sont liés. Le système est cependant très complexe. En conséquence, les méthodes d’intelligence artificielle peuvent être présentées comme une solution intéressante pour des systèmes aussi complexes qui ne peuvent pas être gérés à l’aide de méthodes traditionnelles. De nombreux chercheurs ont démontré les avantages de l’IA dans les transports.

L’un des grands défis est d’éviter de devoir utiliser trop de données annotées (l’apprentissage supervisé). Les systèmes pourront améliorer leur performance par un apprentissage en continu non-supervisé, à partir de données capturées automatiquement sans besoin d’annotation. Ce mode d’apprentissage plus autonome nécessitera un contrôle quasi-permanent des connaissances de la machine. Et cela coûte très cher. À l’avenir, avec la complexité des données dans les STI (systèmes de transport intelligents), des techniques de deep learning seront essentielles pour trouver des modèles permettant de créer des systèmes de transport encore plus connectés.

Potentiel ferroviaire
Le learning systems permet d’implémenter techniquement une automatisation élevée de nouvelles fonctions ferroviaires et de rendre les fonctions existantes plus sûres et plus efficaces. Les fonctions existantes peuvent ainsi être améliorées, comme la perception anticipée de l’environnement, la coordination du trafic ou encore la surveillance automatique des composants des véhicules, qui a trait à la maintenance prédictive. Les learning systems peuvent prédire plus finement la maintenance des actifs ferroviaires au fur et à mesure que la masse des données s’accumule. On mesure ici le défis d’avoir des données utilisables ainsi que leur quantité qu’il est nécessaire de traiter.

Sécurité du réseau
Des systèmes basés sur l’apprentissage non supervisé sont mis en œuvre dans la sécurité du réseau : un système d’apprentissage automatique détecte les comportements anormaux. Par exemple, une section occupée par un autre train. Des algorithmes intelligents, sous la forme de réseaux neuronaux artificiels, peuvent analyser le trafic et développer des systèmes de gestion du trafic plus efficaces, tout en garantissant la sécurité des trains. Cela intéresse fortement le secteur ferroviaire, qui doit justement fournir un très haut degré de sécurité tout en améliorant ses performances.

Connaissances des flux
Le développement rapide des systèmes de transport intelligents a accru la nécessité de proposer des méthodes avancées pour prédire les informations de trafic. Ces méthodes jouent un rôle important dans le succès des sous-systèmes STI tels que les systèmes d’information des voyageurs, les systèmes de gestion du trafic et les systèmes de transport en commun. Les systèmes prédictifs intelligents sont développés à l’aide de données historiques extraites de l’occupation des sections de voies et des trains. Ensuite, ces données deviennent une entrée pour les algorithmes d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle permettant une prédiction en temps réel.

Les études de simulation de trafic, qui sont importantes quand il faut décider si on doit ajouter une voie ou modifier une entrée de gare, peuvent être enrichies par les techniques de learning systems. Il s’agit là d’un potentiel considérable pour contrôler le flux de trafic avec davantage de précisions et de pouvoir gérer le trafic plus efficacement. Cependant, la mise en relation de données individuelles et collectives pose de grands défis, à la fois sur le plan technique et réglementaire. Un compromis intelligent entre données individuelles et collectives est indispensable pour que les systèmes ne soit pas livré à lui-même. Le learning systems peut jouer un rôle clé à cet égard. La condition préalable est le choix des algorithmes d’édition de données prenant en charge leur gestion et la prise de décision. Ils permettent ainsi de maîtriser la complexité des indicateurs de performance clés (KPI).

Conduite automatisée
Une autre application importante des learning systems dans le domaine des transports ferroviaires est la conduite automatisée sans conducteur. Les trams, métros et trains automatisés sans conducteur offriraient non seulement une plus grande capacité sur le réseau ferroviaire, mais ils permettraient d’adapter le système de transport aux besoins des usagers en optimisant les horaires de transport public ainsi que la capacité de transport. La conduite hautement automatisée ou sans conducteur dans des conditions de circulation ferroviaires mixtes ou sur des itinéraires dotés d’infrastructures de sécurité moins strictes nécessite avant toute chose des informations sur les véhicules. Le train automatisé doit pouvoir détecter son environnement comme le fait un conducteur humain aujourd’hui. Cela revient à instaurer des capacités d’analyses proche de la voiture autonome, bien que le train soit guidé sur des rails. Actuellement, les trains ne communiquent pas entre eux et sont dépendants d’un centre de contrôle du trafic. Ce n’est pas de l’autonomie à 100%.

Un cas particulier d’automatisation ferroviaire est le ‘Driver Advisory Systems’. Ces systèmes d’assistance intelligents, basés sur de nouveaux algorithmes, permettent de conduire plus efficacement, d’obtenir davantage d’efficacité énergétique, ce qui améliore la capacité en ligne, la stabilité opérationnelle et la fiabilité du système. L’automatisation intelligente rendrait les opérations plus flexibles – à l’instar du trafic routier -, et le transport ferroviaire pourrait être desservi de manière orientée vers la demande en réactivant des itinéraires fermés avec des véhicules ferroviaires plus petits et automatisés. De plus, les méthodes d’IA modernes pourraient fournir des informations plus fiables sur la disponibilité de la flotte de transport ou l’état de l’infrastructure.

>>> À lire : Le train autonome, en est-on réellement ?

L’automatisation du transport ferroviaire doit prendre en compte l’interaction des véhicules avec l’infrastructure et les systèmes de contrôle du trafic et de la sécurité. Les réglementations en vigueur, qui régissent la sécurité dans le trafic ferroviaire, par exemple, exigent toujours l’utilisation de technologies éprouvées. Les changements technologiques devraient dès lors nécessiter des ajustements de la réglementation pour les opérations ferroviaires. C’est un véritable défi quand on connait avec quel degré la sécurité des transports est aujourd’hui soumise par les organismes gouvernementaux. En particulier, la mise en réseau avec une gestion globalisée du trafic peut présenter un risque potentiel pour la sécurité : ainsi, si plusieurs trains attendent mutuellement parce qu’ils sont tributaires de l’un ou l’autre, l’attente peut déclencher des nœuds engorgés ou des surcharges temporaires.

Les méthodes d’IA modernes peuvent jouer un rôle clé en tant que composants élémentaires de l’ensemble de la chaîne de traitement d’une conduite automatisée. Elles peuvent être utilisées, par exemple, dans l’interprétation des perceptions de l’environnement, dans la localisation, dans les prévisions, dans la planification et dans la mise en œuvre de stratégie de conduite optimale, ainsi que dans d’autres domaines liés aux infrastructures tels que : la construction et la gestion d’une grande base de données ou la cartographie exacte de l’environnement du réseau ferré.

La maintenance prédictive
Les composants mécaniques, tant de l’infrastructure que du matériel roulant, souffrent d’usure et les techniques actuelles les mettent temporairement hors service à la moindre panne. La surveillance intelligente de l’exploitation, la maintenance prédictive et le dépannage intelligent et adaptatif sont capables d’augmenter la disponibilité des actifs, de mettre moins de trains dans les ateliers, ce qui est crucial pour l’orientation client.

Pour ce faire, les learning systems ont continuellement besoin de données provenant de différentes sources, à tout instant, et à partir desquelles ils peuvent prévoir des scénarios de défaillance typiques mais aussi intervenir de manière proactive dans la maintenance. Dans le secteur ferroviaire, les possibilités de surveillance intelligente sont innombrables. En particulier, une surveillance et une évaluation continues des données par capteurs et télémétrie enregistrées doivent être effectuées, par exemple en ce qui concerne les températures des rails ou d’autres composants électriques, des mesures de temps, des enregistrements d’images, etc. L’infrastructure peut être constamment surveillée par des drones, moyennant une meilleure souplesse de la réglementation très stricte de ces engins. L’objectif est d’assurer une disponibilité de près de 98% des trains et 100% de l’infrastructure.

>>> À lire : La digitalisation du rail, c’est déjà du concret chez Infrabel

L’interface homme / Machine
« Un point crucial de la mobilité intelligente en réseau est constitué par des interfaces bien conçues pour l’interaction entre l’homme et la machine (IHM). Où que ce soit dans un espace de mobilité, les personnes et les systèmes intelligents vont se rencontrer : que ce soit lors de la réservation de tickets, de covoiturage ou de vélos, en tant que conducteur de véhicules automatisés ou simplement lors de la traversée de la rue », explique Tobias Hesse, Chef du Département Développement Véhicule et Système au Centre aérospatial allemand et co-responsable du groupe de travail. L’interaction doit être conviviale, intuitive et sécurisée. « Par exemple, un véhicule hautement automatisé doit pouvoir communiquer de manière intelligible avec ses occupants ainsi qu’avec les autres conducteurs, les cyclistes ou les piétons, et cela à tout moment. Les learning systems apportent à la fois de nouveaux défis et des solutions innovantes », explique-t-il.

Les auteurs du rapport proposent une plate-forme de mobilité globale qui regroupe, orchestre et met à la disposition de groupes d’utilisateurs hétérogènes les offres de divers fournisseurs de services de mobilité, ainsi que des informations sur le trafic et l’infrastructure. « Dans la prochaine étape, le groupe de travail Plattform Lernende Systeme souhaite concevoir une plate-forme de mobilité complète. Ce devrait être le lieu de convergence des informations provenant des fournisseurs de mobilité, des participants et des infrastructures. Les différentes parties prenantes pourront utiliser les données en réseau pour élaborer des offres et des produits de mobilité durables », a annoncé Christoph Peylo. Nous attendrons cela avec impatience…

Le rapport « Vers un espace de mobilité intelligent » est disponible à ce lien, uniquement en allemand

Digitalisation

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La digitalisation du rail : c’est déjà du concret chez Infrabel

Pour avoir une idée de l’atmosphère actuelle autour de la transformation numérique, on pouvait par exemple visiter les Digital Days du gestionnaire d’Infrastructure belge Infrabel.

Une certitude : le numérique change fondamentalement la façon dont les entreprises conçoivent et fournissent leurs services et comment elles fonctionnent en interne. La nécessité de promouvoir une culture numérique est inévitable, en particulier dans les entreprises techniques, comme les gestionnaires d’infrastructure ferroviaire : elle permet aux entreprises de produire des résultats plus rapidement, mais attire également les jeunes talents et encourage l’innovation. Il existe une très forte demande dans le secteur ferroviaire pour changer de paradigme. Cependant, la transformation numérique n’a pas d’état final. C’est au contraire un cheminement sans fin pour faire du changement lui-même une compétence essentielle dans l’ensemble de l’organisation, dans le seul but d’améliorer la qualité de service, d’éviter le gaspillage et de mieux comprendre son entreprise.

Infrabel avait exposé début juin dans ses ateliers du nord de Bruxelles une série d’exemple de gestion du réseau par le biais de l’outil digital. L’environnement ferroviaire est en plein bouleversement : pour exploiter son réseau, on tente non seulement de limiter les déplacements inutiles sur le terrain, qui coûte beaucoup d’heures de travail, mais le digital permet surtout de capter des informations que l’être humain ne serait pas capable d’effectuer en temps réel et rapidement. Par exemple la température des rails sur tout le réseau, en une minute. Par exemple l’état de la végétation en un seul coup d’œil. Infrabel présentait donc, sous châpiteau, 18 stands présentant chacun une innovation numérique, comme la modélisation du « paysage ferroviaire », le Building Information Modelling (BIM) pour le développement de projets, la cartographie des images de drones pour la surveillance des infrastructures ou encore la détection Lidar pour la gestion de la végétation au ras du sol. Mais on pouvait aussi découvrir beaucoup d’autres applications.

Un exemple est le système d’avertissement automatique des trains destiné au personnel d’entretien des voies : développé par Zöllner (Allemagne), la société a mis au point le produit Autorpowa, qui est utilisé dans une zone localisée et informe les travailleurs des voies d’un train qui approche afin de quitter leur chantier en toute sécurité. Le système dispose d’un appareil qui enregistre sur site le lieu de l’intervention. Les coordonnées sont alors envoyées au dispatcher régional en cabine de signalisation qui dispose ainsi d’une information complète de la présence d’un chantier.

« Les procédures de maintenance que nous effectuons, réparation d’infrastructures et remplacement des rails, resteront en grande partie les mêmes », déclare Carel Jockheere, directeur du ‘smart railway programme’ chez Infrabel, à l’International Railway Journal. « Ce que nous pouvons faire différemment, c’est d’utiliser plus efficacement le temps disponible et de prendre des décisions plus adéquates concernant ce qui doit être remplacé à un moment précis. », explique-t-il. Les données précises de trafic s’avèrent ainsi pertinentes. En tenant compte du poids de chaque train et du nombre de passage par jour, on peut estimer avec exactitude le taux d’usure d’un aiguillage, élément essentiel pour la sécurité.

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Les drones sont une autre application du digital dans l’exploitation du réseau ferré. C’est un outil très critique : d’une part il permet de visualiser de manière précise, à moins de 30m, tous les éléments de la voie ou l’état des pièces sous un pont, souvent inaccessible avec une équipe. Mais d’autre part, les drones sont sujet à de très grandes restrictions légales quant à leur utilisation, certains riverains ne voulant pas avoir leur jardin scanné… Le réseau ferré scanné par les drones permet de capter des données très précises sur l’implantation de tous les éléments de l’infrastructure : rails, aiguillages, caténaires, poteau de signalisation, caniveaux à câbles, armoires diverses. Cela permet un inventaire très complet et précis, en coordonnées géographiques Lambert, ce qui permet sur plan de mesurer des longueurs, des emplacements et de créer de nouvelles installations.

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La réalité augmentée est un autre outil prometteur. Les opérations d’entrepôt comprennent principalement le tri des produits et la récupération du bon produit. Cela peut être un travail très délicat. Un immense entrepôt peut être un endroit difficile pour localiser un article particulier. L’utilisation traditionnelle du papier et du stylo est lente et sujette aux erreurs. La réalité augmentée est pratique car elle fournit une image 3D de l’entrepôt et peut montrer le produit que la personne recherche. En fin de compte, cela peut réduire la consommation de temps et éliminer toute possibilité d’erreur. Des pièces électriques, des câbles, des appareils électroniques, l’atelier central de Schaerbeek d’Infrabel gère notamment près de 16.000 références.

La collecte d’une masse de données est aussi un vrai défi. Dans le monde numérique et informatique, les informations sont générées et collectées à une vitesse qui dépasse rapidement la limite. Il faut faire le tri entre ce qui est pertinent, et parfois innover en se posant la question de savoir si des données inutilisées pourraient avoir au contraire une utilisation dans la gestion du réseau ferré. Infrabel a d’ailleurs dû acheter des serveurs supplémentaires pour emmagasiner cette masse de données qui grossit de manière exponentielle. Le tri des données a permis à l’entreprise d’ouvrir un portail open data avec des données de trafic et de géolocalisation. Ce portail est ouvert au public, pas seulement aux développeurs.

Les exemples que l’on pouvait découvrir à lors de ses Digital Days proviennent tous d’une élaboration interne, se plaisait à dire le staff présent. Il est encourageant, dans une Belgique que l’on croit souvent en retrait, de voir que la digitalisation progresse dans un secteur ferroviaire qui est souvent plus lent à la transformation numérique. Il y a encore des progrès à faire, tout particulièrement dans la gestion du trafic. Ce sera probablement pour la prochaine fois.

2019 – Vidéo Brutélé – https://bx1.be/news/digital-days-drones-et-realite-augmentee-pour-un-millier-de-travailleurs-dinfrabel/

2019 – La page Digital Days d’Infrabel (en anglais uniquement)