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140) Matériel. Le CIM à la pointe de l’innovation (cet article est tiré de nos archives, il date d’il y a 13 ans)
Plus qu’un concepteur de trains, le Centre d’innovation du matériel de la SNCF (CIM) devient un traducteur des besoins des activités de la SNCF. C’est le CIM qui rédige les appels d’offres pour les nouveaux matériels, ou travaille sur la concrétisation de la stratégie d’écomobilité. C’est au CIM que l’on a imaginé le MooviTER et que l’on développe le train communiquant de demain.
En poussant les portes du Centre d’innovation du matériel de la SNCF (CIM), juste à côté de la gare du Mans, on se remémorait les images de James Bond essayant ses nouveaux équipements au milieu d’une foule de chercheurs en blouse blanche dans le vacarme et la fumée. Allait-on voir bringuebaler les fameux mannequins achetés par le CIM pour étudier le comportement des voyageurs en cas d’accident ? Pourrait-on entrer dans la très novatrice rame « accessibilité » qui sera bien- tôt dévoilée ? Ou bien assister au démarrage de la fameuse loco à pile à combustible Plathée ? Soyons parfaitement honnêtes, le CIM n’est pas vraiment l’endroit où l’on essaye les dernières innovations ferroviaires : les tests se font sur sites. Mais le CIM est bien l’espace où naissent toutes les innovations des trains français. Dans ce bâtiment moderne de bureaux, 260 ingénieurs et techniciens de la SNCF travaillent sans relâche à l’amélioration de la performance des trains. À une nuance importante près : depuis 1992, la SNCF a officiellement renoncé à être la conceptrice des matériels roulants. L’ancien département technique du Matériel, qui commandait jadis les trains sur plans aux industriels, a été remplacé par le CIM. Chargé d’être le traducteur des besoins des activités de la SNCF auprès des industriels et des équipementiers, le CIM gère notamment la partie technique de 63 projets d’acquisition de matériel roulant, ce qui représente une faramineuse enveloppe d’une douzaine de milliards d’euros. Le CIM rédige des cahiers des charges, c’est son activité traditionnelle (voir l’entretien avec son directeur, Mohammed Hosni), il intervient comme expert ferroviaire pour le compte de la SNCF (ou d’autres), mais il travaille également sur le développement des technologies de demain. But de l’opération, rester à la pointe des techniques pour bien « spécifier » et bien acheter. Et surtout, faire en sorte que les innovations soient éprouvées par les industriels avant d’être mises en service commercial. « Nous évitons de mélanger l’innovation et les projets industriels », confirme Michel Buteau, responsable de la division projet et ingénierie wagon du CIM.
Le CIM travaille en amont sur toutes les technologies du train : à chaque organe d’un train correspond un pôle du CIM : moteurs thermiques, chaîne de traction et composants électriques, équipements de sécurité et freins, caisse et aménagements, systèmes (informatique embarquée et ingénierie système). Le CIM traduit en termes techniques la stratégie politique de la SNCF. Signe des temps, beaucoup des projets de recherche du CIM ont pour toile de fond l’écomobilité. Le CIM travaille sur la limitation du bruit en étudiant l’interaction roue/rail, ou en améliorant l’aéroacoustique du nez des trains. Pour économiser l’énergie, le CIM étudie l’allégement des trains (étude de remorques ou de bogies multimatériaux) ou la réduction des consommations d’énergie (nouvelles motorisations, éclairage aux LED). Le CIM travaille par ailleurs sur la fiabilité des trains dès leur mise en service et sur les économies en exploitation et en maintenance. Cette meilleure maintenance passe notamment par de nouveaux systèmes d’information. « Le train du futur sera presque immatériel, on aura au sol l’image exacte de ce qui se passe à bord : l’état de santé des équipements du train », explique Mohammed Hosni, le directeur du CIM.
Le CIM ne se contente pas d’étudier, il développe et a multiplié en à peine trois ans par 100 son chiffre d’affaires consacré au développement des produits. Trente-cinq projets sont actuellement en cours de maturation. En 2008, le CIM a notamment lancé la fameuse rame MooviTER, qui expérimente de nouvelles fonctionnalités et repense les espaces dédiés au voyageur. Cette année, c’est le train de l’accessibilité qui doit être présenté. Son leitmotiv est ambitieux : ne plus concevoir des espaces pour handicapés, mais un train accessible à tous.
Balade dans un train virtuel
Il suffit de chausser des lunettes polarisantes et c’est parti, on se promène dans un train en cours de développement. On peut ouvrir les portes, actionner les équipements et tablettes, déplacer tout ce qui est mobile dans la rame. Tout ce qui est possible dans la vraie vie l’est aussi dans ce train virtuel : on se baisse, ou l’on tourne la tête et l’on change d’angle de vue. Incroyable impression « d’y être » qui se transforme au bout de quelques minutes d’utilisation en un mal des transports dont on se croyait immunisé. Depuis la fin 2007, le CIM s’est équipé de cette salle de réalité virtuelle qui permet de maquetter des intérieurs de trains en 3D avec un très haut niveau de réalisme. « Quand une activité de la SNCF exprime un besoin, on peut le caractériser en virtuel avant même d’avoir monté le dossier industriel », explique-t-on au CIM. En un clic, on change les textures des revêtements, la couleur de la salle, l’ambiance lumineuse. La salle de réalité virtuelle peut également servir à évaluer la maintenabilité de certains organes d’un train ou à simuler la vision des équipements de sécurité depuis les cabines de conduite.
R&D. 10 innovations du CIM qui vont changer le train
1 La couplabilité ouverte, l’union libre des TGV
Un couplage de TGV. Une UM Duplex 242 pour Chambéry et un TGV R 4503 pour Milan. © Marc CARÉMANTRANT / PHOTORAIL
Aujourd’hui les TGV ne se mélangent pas. On ne peut coupler que des rames de TGV d’une même génération : PSE, Atlantique, TGV-R et Duplex. Le CIM travaille sur la couplabilité ouverte, afin que toutes les générations de TGV soient exploitables en unités multiples. Évidemment, cela implique des « retrofits » importants sur les coupleurs. Toute la flotte ne sera pas forcément concernée, mais cette innovation – qui tombe sous le sens – pourrait faciliter l’exploitation. Par ailleurs le CIM travaille sur un remplacement des liaisons électriques des coupleurs par une liaison optique entre les rames accouplées. Pour éviter les perturbations électromagnétiques et simplifier le nettoyage des contacteurs.
2 Le WC du futur à bioréacteur
Le CIM travaille sur le WC du futur pour espacer les rendez-vous de maintenance. © Emmanuel DELACROIX / PHOTORAIL
Tous les trois jours, les TGV doivent retourner aux ateliers de maintenance pour vidanger leurs toilettes. Le WC bio- chimique, sur lequel travaille le CIM, permettrait de décomposer les matières fécales avec des bactéries. Deux avantages : élimination des produits chimiques de la solution actuelle et utilisation moins fréquente des ateliers de maintenance, seulement une fois par mois. Les toilettes sont un champ de développement important pour le CIM, qui travaille également sur les odeurs, le look et l’accès aux PMR. Par ailleurs, le CIM prépare l’arrivée de l’eau potable à bord des trains. Sujet d’apparence simple, mais qui n’est pas si évident à mettre en place industriellement, car il implique de revoir tout le circuit de l’eau à bord des trains, mais aussi l’approvisionnement et la maintenance.
3 Graisser les roues plutôt que les voies !
Le graissage des roues sera bientôt piloté par GPS ou gyroscope. © Christophe Recoura / PHOTORAIL
Cela peut sembler archaïque mais les roues des trains ont besoin d’un graissage en cours de route pour aborder les courbes sans grincer. Cette tâche – c’est le cas de l’écrire – est aujourd’hui réalisée par séquencement, ce qui n’est pas l’idéal pour la pollution des sols. La CIM va développer un graissage des roues plus écolo qui se fera soit par détection de l’entrée en courbe par un système gyroscopique, soit par GPS à partir d’une carte du réseau. But du jeu : envoyer juste la dose d’huile nécessaire à l’entrée des courbes, économiser l’huile et diminuer les rejets.
4 Localisation en direct d’un train sur une carte de France
Présentation du maintenant fameux MooviTER. © Jean-Jacques D’ANGELO
Guillaume Pepy l’a demandé en visitant le MooviTER lors du salon Innotrans, le CIM s’exécute et développe cette in- novation ludique. Comme dans les avions, on pourra bien voir son petit train se déplacer en direct sur une carte de France.
5 L’Internet sans risque : les courants porteurs à l’intérieur des rames
Deux utilisatrices d’Internet par WiFi à bord de Thalys. © Thalys SP
Préoccupée par les potentiels dangers du WiFi dans une enceinte métallique comme les trains, la SNCF va tester la technologie des courants porteurs. Une rame sera équipée par le CIM d’un système de courants porteurs pour tester l’Internet filaire dans les trains. Une fois le signal capté par satellite, la technologie des courants porteurs en ligne permettrait le transfert des informations numériques en utilisant les lignes électriques de la rame et non plus les ondes WiFi. Il suffirait d’ajouter, à côté de la prise de courant disponible à chaque place, un câble de connexion avec un système de rembobinage.
6 Les TER bio de Ségolène
Sur le flanc d’un TER fonctionnant au biocarburant B30. © SNCF
Depuis la fin de 2007, le CIM teste l’utilisation des biocarburants en collaboration avec deux régions, Poitou-Charentes et Champagne-Ardenne. Dans huit TER de chacune des régions, on teste du B30 (30 % de biocarburant et 70 % de diesel). Fin 2009, le CIM analysera les résultats (coût de l’opération, impact sur les trains, bilan des émissions) avant de décider de déployer ou pas la solution des biocarburants dans les régions pilotes.
7 Des filtres à particules pour les locos diesel
Un filtre à particules monté sur une BB 69000. © SNCF
Une directive européenne impose de diviser par 10 les ni- veaux d’émissions des moteurs diesel entre aujourd’hui et 2012. Le CIM travaille par conséquent sur les filtres à particules, pour étudier leur coût d’exploitation et leur disponibilité. Des tests sont en cours sur des locos BB 69000, qui en ont été équipées. Parallèlement à cela, le CIM se prépare à tester en 2009-2010 un système de diminution des oxydes d’azote et plusieurs types d’économiseurs de carburants ou de dépolluants.
8 Des freins « sans usure » pour les TGV NG
Un ICE de dernière génération équipé de freins à courants de Foucault. Ces mêmes freins équiperont le TGV NG. © DBAG
En vue du TGV NG, le CIM veut développer ses solutions de freinage en testant des freins à courants de Foucault, comme sur les dernières générations d’ICE. Ces freins fonctionnent sans usure : des électroaimants suspendus entre les essieux sont abaissés au-dessus du rail en freinage et développent ainsi une force de freinage « magnétique » sans contact.
9 Une rame « accessibilité »
Accessibilité pour les PMR à bord des trains : ici la maquette des toilettes universelles. © DBAG
Plutôt que de leur consacrer un espace spécifique dans un train modulaire, la SNCF préfère faire en sorte que le maximum d’équipements soient accessibles aux PMR. C’est le but du train laboratoire de l’accessibilité développé par le CIM et qui sera présenté au printemps. Tout est pensé pour l’accessibilité depuis la cabine de W-C universelle jusqu’à la signalétique, les rampes d’escalier ou les tablettes des sièges.
10 Plathée, la Prius de la SNCF
Une BB 63000 en livrée « en voyage » : c’est sur ces machines que l’on teste le concept Plathée. © Marc Carémantrant / Photorail
« Plathée c’est notre Prius à nous », lance Christian Espitalier, le manager de la division technologies et études amont du CIM. Plathée (platforme pour trains hybrides économes en énergie et respectueux de l’environnement), que l’on attend pour la fin avril 2009, est un engin de manœuvre doté de différentes sources d’énergie (un moteur diesel, une pile à combustible) et de stockage d’énergie (batteries, et supercondensateur) embarquées. Les nouveaux moyens de générer de l’énergie prennent le relais dans les différentes phases de fonctionnement de la loco, ce qui permet de diviser par cinq la taille du moteur thermique. La logique de récupération de l’énergie du freinage pour la restituer dans la phase de redémarrage s’applique pour moment aux engins de manœuvre, mais elle pourrait convenir à d’autres trains comme les TER. En fait, « toutes les applications où l’on trouve des changements de vitesse, ou dans lesquelles des puissances de crête sont nécessaires pendant des temps assez courts, sont concernées », explique le chef du pôle propulsion-conversion du CIM, Laurent Castel.
Cet article est tiré du n°3200 paru le 1er avril 2009 dans La Vie du Rail dont voici la couverture ci-dessous :
Cet article est tiré du numéro 3872 de La Vie du Rail.
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