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Alimentation électrique Vers la disparition des caténaires

JEAN-MICHEL GRADT, GUILLAUME DELACROIX, STEPHANE GETTO, LAURENT MIGUET, FRANCOIS GAUSSENT |  le 19/11/1999  |  TransportsEnergieCollectivités localesGirondeBouches-du-Rhône

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Les prochaines lignes de tramway pourraient voir tout ou partie des fils aériens d'alimentation électrique disparaître des paysages urbains, grâce au captage par le sol. Un système breveté par SGTE (groupe Spie) a été proposé à Bordeaux, mais il pourrait un jour être concurrencé par les piles à combustible embarquées.

Essais concluants pour Innorail, la filiale de SGTE (groupe Spie) qui commercialise un système d'alimentation électrique par le sol pour les tramways. Cette société a en effet procédé à des expérimentations en vraie grandeur sur le réseau de Marseille, de nuit. Le procédé a été validé, et proposé à la ville de Bordeaux pour son nouveau réseau.

Née en 1996, l'idée consiste à transporter l'énergie électrique dans un rail positionné au milieu de la voie, permettant de ce fait d'éliminer les caténaires dont la présence est gênante en centre-ville. Ce rail est en réalité composé d'une succession de modules de 11 m de long, qui comprennent chacun un segment de rail de 8 m, encadré de deux isolants de 1,50 m. « Il s'agit d'une poutre creuse en matériau composite, dont la surface est constituée d'une succession de pistes métalliques et isolantes », explique Olivier Perraud, directeur général d'Innorail. « A l'intérieur de cette poutre, on trouve deux barres en aluminium qui assurent l'alimentation principale en 750 V, et des alimentations secondaires en 220 V ».

Ces dernières sont destinées à des pièces maîtresses du système : des coffrets étanches de 350 mm de diamètre et de 45 cm de haut, enterrés tous les 22 m, qui abritent les organes de commutation des segments. Car l'alimentation du tramway est assurée à son passage, et à son passage seulement. Ce qui signifie que le courant est établi à l'arrivée de la rame, et coupé derrière elle au fur et à mesure de sa progression, grâce à ces organes. Et aucun segment conducteur ne peut être mis sous tension s'il n'est pas entièrement recouvert par la rame.

Un système valable pour tous les matériels roulants

« Les avantages sont nombreux : l'alimentation par le sol peut être utilisée par tous les types de matériel roulant, qui doivent simplement être équipés de patins semblables à ceux des métros à trois rails, et dotés d'une électronique embarquée qui annonce la présence de la rame au rail. Cette technique limite par ailleurs les perturbations électromagnétiques en réduisant l'écart entre la source et le retour de courant, et elle supprime les réservations nécessaires à l'implantation des poteaux de caténaire », souligne Olivier Perraud. Le profil mesure 125 mm de large et 140 mm de haut. Il se pose sur les traverses, sans modification de l'assise de la plate-forme. Innorail estime le prix de son procédé « dans l'ordre de grandeur d'une ligne aérienne ». Pour l'entretien du système par le sol, il faut compter l'usure des pistes métalliques, et le remplacement éventuel des segments. « Ce n'est pas plus cher que de remplacer un fil aérien», assure Olivier Perraud.

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Olivier Perraud, directeur général d'Innorail. « Le rail n'est alimenté qu'au passage de la rame. »

POUR la disparition des catenaires - RENE TUTZAUER Chef de produits tramways et métros légers d'Alstom « Résoudre le problème de la sécurité. »

« Chez Alstom, nous avons inventé un système alternatif à la batterie : le volant d'inertie. C'est une plaque métallique qui tourne à plus de 10 000 tours/minute, et qui est alimentée par dessous au moyen d'une génératrice. Lorsque l'on branche celle-ci, on ralentit le volant, dont on utilise alors l'énergie pour «lancer» le tramway. Très intéressante du point de vue de l'accélération, cette solution suppose que l'on puisse recharger le volant en station (20 secondes suffisent). Deux possibilités s'offrent à nous : l'alimentation aérienne, à travers un pantographe que l'on lève à l'arrêt, et l'alimentation par le sol. Reste à résoudre le problème de la sécurité électrique dans l'hypothèse d'une recharge en station par des bornes, et celui de la sécurité physique dans l'hypothèse d'un troisième rail, notamment pour les cyclistes, d'autant que l'implantation de ce rail nécessite le creusement d'une tranchée d'environ 20 cm. Pour le moment, nous n'avons pas de préférence car l'adaptation du matériel roulant au mode d'alimentation reste mineur. Nous avons l'intention de tester le captage au sol à La Rochelle, où notre véhicule à plancher intégral et à volant d'inertie démarre ses premières démonstrations. »

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CONTRE la disparition des catenaires - PHILIPPE DALMAS Directeur des équipements ferroviaires de Matra Transport International « Tenir compte des coûts. »

« La question du mode d'alimentation électrique ne se pose pas uniquement sur le plan technique, car on peut toujours tout faire. Je pense qu'il faut plutôt se poser la question des coûts tant pour la réalisation compte tenu de la complexité des solutions mises en oeuvre - que pour la maintenance, puisque la question de la tenue dans le temps n'est pas facile à résoudre. Or, le captage de surface est une solution onéreuse de ce point de vue-là, et c'est une technique qui risque d'être vite dépassée. Il existe en revanche des solutions embarquées qui voient le jour, et qui pourraient très vite connaître leurs premières applications dans les transports publics. Il s'agit de combiner des batteries qui progressent en termes de capacité (fourniture d'énergie) avec des supercapacités (fourniture de puissance instantanée) : Les productions industrielles ont commencé. La supercapacité permet une recharge en dix secondes, alors que le temps d'arrêt moyen en station est de vingt secondes, ce qui rend l'alimentation "transparente" pour la politique commerciale. Enfin, à terme, les véhicules seront équipés de piles à combustible. D'un point de vue général, nous allons de toute évidence vers des modes d'alimentation mixtes trolley/diesel électrique, caténaires/pas de caténaires, batteries, supercapacités. L'objectif étant de ne plus avoir de fils suspendus, notamment dans les quartiers «sensibles» des villes, et de réduire au maximum les pollutions sonores et atmosphériques. Les nouveaux moteurs diesel polluent d'ailleurs pratiquement cinq fois moins que les diesel actuels.»

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