Économies d’énergie et de coûts grâce au freinage
D’ici 2050, 70 % de la population mondiale vivra en zone urbaine. La demande de transport de passagers devrait doubler et, avec elle, le besoin d’offres respectueuses de l’environnement. En effet, le secteur global du transport représente actuellement 25 % des émissions mondiales de CO2.
En tant qu’acteur global de la mobilité durable, Alstom contribue au développement d’innovations qui lui permettent d'avancer vers son objectif visant à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050.
Le projet « Hesop » est une étape majeure sur ce parcours. Son objectif est d’optimiser l’efficacité énergétique dans les systèmes de métro, tramway et rail périurbain grâce à l’utilisation intelligente de l’énergie de freinage.
Ignacio Rodriguez, vice-président des infrastructures et télécommunications chez Alstom, explique comment fonctionne Hesop, en quoi cette nouvelle technologie est durable et dans quelles régions elle est déjà utilisée.
« L’efficacité énergétique est une tendance du marché mondial et Alstom s’est engagé à réduire la consommation énergétique de ses solutions. »
Le fonctionnement d’Hesop en bref
Lorsqu’un train freine, ses moteurs électriques sont sollicités simultanément en tant que générateurs, transformant le mouvement en électricité. Mais toute cette « énergie de freinage » n’est pas utilisée par le train, ou d’autres trains présents sur la ligne. « Au final, 15 % de l’énergie est généralement perdue dans la résistance de freinage lors d'une phase de freinage typique, en raison des sous-stations non réversibles installées sur l’infrastructure », explique Ignacio Rodriguez, qui ajoute que « ce n’est plus acceptable en termes d’efficacité et de développement durable ».
C’est là que la solution innovante d’Alstom entre en jeu : Hesop est une sous-station électrique réversible installée entre le réseau électrique public et la caténaire, ou 3e rail, et qui les relie de manière réversible. Cette solution peut être installée sur des systèmes existants ou intégrée à de nouveaux réseaux lors de la construction. Elle est composée de trois éléments principaux : un transformateur de traction, un convertisseur réversible et un filtre AC.
Lorsqu’une ligne est équipée d’Hesop, plus de 99 % de l’énergie de freinage disponible peut être captée et réutilisée par d’autres sous-stations de traction, pour les équipements en station comme les escalators, les ascenseurs et l’éclairage, ou encore être revendue à des fournisseurs d’énergie. Ainsi, si la circulation augmente (ce qui sera inévitable dans les décennies à venir), la puissance électrique peut suivre, sans modification de l’infrastructure. Cela permet de réduire la consommation d’énergie, les coûts et les émissions de CO2. La conversion de l’énergie électrique de freinage réduit en outre la dissipation de la chaleur dans les résistances de freinage : les tunnels et stations nécessitent donc moins de ventilation.
« Auparavant une simple option avantageuse, la sous-station réversible est désormais considérée comme un équipement indispensable dans les offres en cours. Cette solution a déjà été adoptée sur 10 lignes différentes dans 9 pays. »
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Coûts d’infrastructure
Dans les projets de nouvelles constructions, Hesop offre la possibilité de réduire le nombre de sous-stations nécessaires. Les besoins d'équipements électriques, de travaux de génie civil, de déplacements de réseaux de services publics et d'espace sont ainsi réduits. Cette solution peut être utilisée pour améliorer des systèmes existants ou être intégrée à de nouveaux réseaux.
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Consommation d’énergie
Hesop est la seule solution électrique du marché à récupérer 99 % de l’énergie de freinage disponible. Cette énergie étant d’excellente qualité, elle peut être revendue à des fournisseurs d’électricité ou être déduite de la consommation réelle. Hesop permet également aux trains de se passer des résistances de freinage, contribuant ainsi à réduire leur poids et le besoin de ventilation dans les tunnels.
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Exploitation
Hesop permet de stabiliser la tension sur la ligne, même en cas de fluctuation sur le réseau, et apporte de la flexibilité dans l’exploitation du réseau en offrant la possibilité d’augmenter le trafic. Hesop intègre également des fonctions qui facilitent la maintenance : dégivrage des caténaires, contrôle à distance et réduction de l’utilisation des freins mécaniques.
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Contribution à un avenir plus écologique
L’énergie récupérée est réutilisée sur la ligne ou réinjectée dans le réseau électrique, ce qui réduit les émissions de CO2 de la ligne.
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123unités Hesop déjà vendues
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10à dix opérateurs
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9dans 9 pays
Utilisation d’Hesop dans le monde
Disponible dans un large éventail de configurations de tension et de puissance, Hesop a déjà été adopté par de multiples réseaux de transport rapide :
- Hesop a été sélectionné par le programme Life+ de la Commission européenne pour le développement d’une nouvelle version 1 500 volts d’une sous-station réversible désormais en service sur la ligne 3 du métro de Milan, exploitée par ATM.
- Alstom a également signé un contrat avec UK Power Networks pour l’installation d’Hesop sur la ligne la plus populaire et la plus fréquentée du métro londonien : la Victoria line.
- Le système Hesop d’Alstom a été sélectionné pour la ligne 4 du métro athénien dans le cadre de l’un des plus grands projets d’infrastructure prévus dans l’UE.
- 123 unités Hesop ont été vendues à 10 réseaux, dans 9 pays du monde entier : Australie, Royaume-Uni, Italie, Panama, Émirats arabes unis, Arabie saoudite, Allemagne, Grèce et France.
Prochaines étapes
Alstom travaille actuellement sur un projet de R&D visant à augmenter encore les capacités d’Hesop afin de créer une nouvelle sous-station intelligente. Celle-ci sera capable de recharger les véhicules électriques, de réutiliser les batteries usagées et de contribuer à l’intégration de l’énergie renouvelable dans le réseau électrique.
