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

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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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Voith remporte un contrat de quatre ans de maintenance auprès de Lineas

Comme chacun d’entre nous, la loco va maintenant au garage de son choix. La maintenance du matériel roulant n’est plus le monopole des entreprises historiques mais un business des constructeurs ou d’entreprises spécialisées.

Le principal objectif des opérateurs ferroviaires est d’accroître de manière rentable la disponibilité et la fiabilité des flottes. Étant donné que le matériel roulant est exploité jusqu’à 30 voire 50 ans, la maintenance peut parfois représenter environ 50 % du coût global d’exploitation, ce qui est considérable. Les limites d’une flotte composée principalement d’équipements anciens déterminent le régime de maintenance actuel : pour les composants de sécurité très réglementés ou incontournables (climatisation…), une maintenance préventive planifiée en fonction du temps ou de l’utilisation est effectuée. Pour tous les autres composants, la stratégie de maintenance consiste en une réparation réactive non planifiée, c’est-à-dire uniquement en cas de défaillance. Or, le matériel roulant acheté il y a 20 ou 25 ans peut voir de nombreux composants devenus obsolètes technologiquement, voire parfois plus fabriqués du tout !

Voïth remporte un grand contrat de maintenance

Les 170 locomotives diesel belges de série 77 et 78 furent livrées entre 1999 et 2005 à la SNCB, époque où Lineas n’existait pas puisqu’il s’agissait encore de B-Cargo. Il s’agissait du modèle MaK G1206 construit par Vossloh à Kiel dans le nord de l’Allemagne, un modèle qui eut un énorme succès en Europe, grâce à la ténacité d’une belle équipe d’ingénieurs qui a pu proposé un produit de qualité. C’est cette firme qui vient d’être rachetée par CRRC, et qui permet aux chinois d’entrer sur les terres convoitées de la traction européenne.

Plusieurs des machines série 77/78 de la SNCB sont passées en avril 2017 chez Lineas, nouveau nom que porte dorénavant l’ancien B-Cargo devenu entreprise privée de fret ferrovaire, la plus grande de Belgique.

>>> À lire : De SNCB Cargo à Lineas

Les MaK G1206 (MaK provient de Maschinenbau Kiel), appartiennent à la troisième génération de locomotives sorties par Vossloh, quand aujourd’hui la firme en est à la cinquième génération, avec notamment le successeur du modèle G1206, la locomotive DE 18. C’est donc une technologie ancienne qu’exploite Lineas, même si c’est encore « moderne ». 30 locomotives belges de série 77, pleinement propriété de Lineas, vont bénéficier d’un contrat de maintenance qui comprend une révision principale dans un périmètre de base défini et d’autres options pour les composants spécifiques ainsi que pour la transmission turbo L4r4.

Les travaux seront réalisés sur une durée de quatre ans et demi. Les fondements de cette collaboration reposent sur l’amélioration de la fiabilité, la réduction des coûts et l’optimisation des durées de maintenance. En plus d’analyser l’état technique des véhicules, Voith effectuera plusieurs mises à niveau dans le cadre de la révision. Mais qui est Voith, entreprise fondée en 1867, alors que les locomotives viennent de Vossloh ?

Voith, siège social dans le Bade-Würtemberg, compte aujourd’hui plus de 19 000 employés, un chiffre d’affaires de 4,3 milliards d’euros et des sites dans plus de 60 pays à travers le monde et est ainsi l’une des plus grandes entreprises familiales en Europe. Ces activités s’étendent aux machines industrielles, à l’industrie automobile et au génie mécanique. Les locomotives de Lineas iront dans la division Voith Turbo, spécialisée dans les systèmes d’entraînement mécaniques, hydrodynamiques, électriques et électroniques. En plus de l’analyse de l’état technique, Voith réalisera également diverses mesures de modernisation des véhicules dans le cadre de la révision. « En maintenant les composants existants, nous évitons de produire des coûts supplémentaires à nos clients », explique-t-on chez Voith.

« Il s’agit de la première étape d’un partenariat à long terme entre Voith et Lineas », explique Vincent Delfosse, Asset Maintenance Manager chez Lineas. « Grâce à Voith, nous avons le soutien d’un partenaire de service solide et fiable avec une vaste expérience dans la technologie des locomotives diesel qui peut nous fournir des services d’entretien qualitatifs adaptés à nos besoins. » Voïth est, il est vrai, un fournisseur de longue date de ses transmissions hydrauliques Voith L4r4. La firme retrouve donc une technologie qu’elle maîtrise parfaitement, installée sur les machines belges Vossloh (aujourd’hui CRRC).

(photo Voith)

Cette maintenance n’aurait pas pu être externalisée si on n’en était resté aux carcans nationaux, époque où les entreprises historiques se chargeaient elles-mêmes de l’entretien, dans de multiples dépôts qu’il fallait faire tourner au gré de « divers équilibres ». Aujourd’hui, les frontières ouvertes ont permis l’éclosion d’un nouvel écosystème ferroviaire où peuvent s’exprimer les meilleurs savoir-faire.

L’avantage pour Lineas est d’être en dehors des plannings de maintenance des dépôts de la SNCB et de pouvoir elle-même gérer l’utilisation de la flotte. C’est une preuve supplémentaire que la sectorisation du rail était la bonne politique pour rehausser les services offerts aux industriels.

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